1. Studiu privind transmisia integral la autoturisme1.1. Introducere Mult vreme ideea traciunii integrale a rmas asociat noiunii de tot-teren. n trecut, chiar i atunci cnd aceast tehnic a fost aplicat la berline, acestea erau construite n scopul de a permite deplasarea pe ci neamenajate i erau destinate armatei. Civa ingineri au observat n acelai timp n traciunea integral un potenial de inut de drum i frnare n stare s ofere o securitate sporit pentru conducere rapid, sportiv. La nceputul secolului, Ferdinand Porsche i Ettone Bugatti au experimentat aceast transmisie original pe mainile de competiie. Dezvoltarea sistematic a traciunii integrale a fost fcut ns dup cel de-al doilea rzboi mondial de irlandezul Ferguson, constructor de tractoare agricole. Din 1950, anul fondrii sale, pn n 1960, anul morii fondatorului, "HARRY FERGUSON RESEARCH" a contribuit la mbuntirea acestei tehnici pe automobilele de competiie i turism. Automobilele formula 1 - "FERGU50N P 99", pilotate de Stirling Moss i Jack Fairman n sezonul 1961, precum i berlinele i break-urile experimentate au fost testate intens sub responsabilitatea tehnic a lui Claude Hill, fostul inginer ef al lui Aston Martin. El a fost inventatorul soluiei care a permis creterea aderenei, deci a vitezei n viraje: diferenialul autoblocabil central. La "HARRY FERGUSON RESEARCH" a fost folosit pentru prima dat, n diferenialele cu frecare limitat, proprietatea fluidului siliconic de a transmite un moment, fcndu-i astfel apariia cuplajele vscoase. Primul autoturism modern cu traciune integral permanent prezentat la salonul de la Londra n 1965 a fost JENSEN C-V FF (Formula Ferguson). Cariera comercial a lui "FF" a nceput ns n 1966 cu lansarea noului JENSEN INTERCEPTOR. Vndut pn n 1971, acest model, recunoscut a fi GT-ul cel mai sigur din timpul su, a fost produs n 318 exemplare. n octombrie 1969 firma GUEST. KEEN & NETTLEFOLDS (GKU) a cumprat brevetele de la FERGUSON RESEARCH i le-a aplicat ctorva vehicule destinate poliiei. n anu1 1970 apare RANGE ROVER, primul automobil de teren cu traciune integral permanent echipat cu diferenial interaxial central.

Mai trziu, prin 1971, constructorul japonez Subaru propune o gam de autoturisme cu traciune integral a cror vocaie nu era s evolueze ca tot-teren ci s mbunteasc securitatea pe drumuri ude sau acoperite cu zpad, problem crucial ntr-un arhipelag muntos ca Japonia. Traciunea integral a autoturismelor SUBARU era de tipul "nepermanent", conductorul avnd posibilitatea s cupleze puntea din spate cnd condiiile de aderen o impuneau fig.1.1. Succesul autoturismelor SUBARU exportate n Statele Unite a impresionat AMERICAN MOTORS CORPORATION, cea mai nou firm constructoare de automobile i fr ndoial cea mai original.

Fig. 1.2. SENIOR JEEP&EAGLE 1980 FULL TIME

Fig. 1.1.

AMC a propus pentru 1980 o versiune 4x4 a autoturismului su CONCORD n variantele berlin break i coupe` Aceast versiune denumit EAGLE, permite prsirea cilor amenajate pstrnd pneurile normale, oferind totodat o inut de drum neobinuit pentru o main american. AMC EAGLE folosete o traciune integral permanent cu cuplaj vscos FERGUSON pentru repartiia momentului motor i eliminarea circulaiei parazite de putere. n Europa, AUDI d n acelai timp o nou dimensiune autoturismelor cu traciune integral lansnd coupe-ul QUATTRO, main destinat exclusiv competiiilor sportive. Succesele obinute pe plan sportiv de AUDI (ctigarea Campoinatului Mondial de Raliuri pentru Mrci n 1982 i 1984 i Piloi n 1983 i 1984) au determinat firmele PEUGEOT i FIAT, asidue participante la Campionatul Mondial de Raliuri s aplice i s dezvolte cu suces aceast tehnic pe modelele lor de competiii 205 TURBO i respectiv LANCIA DELTA S4. n domeniul autoturismelor de serie, dup AUDI care Dispune de versiunea "QUATTRO" pentru toate modelele sale, practic toi constructorii vest-germani au adaptat traciunea integral n gama lor de modele. Astfel MERCEDES-BENZ ofer pentru gama sa sistemul 4 MATIC, PQRSCHE a experimentat n Raliul Paris-Dakar 1986 - modelul 959, BMW i FORD au lansat variantele 325iX 4x4 respectiv SIERRA 4x4 i SCORPIO 4x4 iar VOLKSVAGEN a fcut senzaie cu noua sa "Transmisie Vscoas" ce echipeaz modelele GOLF SYNCRO i TRANSPORTER SYNCRO. Piaa fcancez de vehicule 4x4, n plin expansiune, este dominat de clasicele tot-terenuti (69% din nmatriculri in 1989). ntre 1981 i 1989 numrul nmatriculrilor de astfel de vehicuule a crescut n Frana de la 5.800 la 46.000. n Japonia, din 322 modele oferite pe pia n 1989, 56 (17%) snt autoturisme cu traciune integral, fr a include i autoturismele tot-teren. Simbol al mobilitii, autoturismul trebuie s-i ndeplineasc rolul n orice condiii. De aceea, problema traciunii, adic a contactului roii cu solul i a transmiterii ntregii puteri la roi, este fundamental pentru garantarea unei conduceri n siguran chiar i pe drumuri cu aderen sczut, acoperite de zpad, ghia sau noroi. O roat nu poate transmite selului fore orict de mari. Dac cuplul motor utilizat este prea ridicat vehicolul ncepe s patineze. De asemenea, dac cuplul de frnare este ridicat, roile se blocheaz provocnd deraparea pneului pe drum, iar dac viteza n viraj este prea ridicat, roata derapeaz lateral, comipromind stabilitatea vehicolului. Limitele aderenei nu snt deci infinite. Din punct de vedere fizic aceste limite se pot

reprezenta sub forma unui cerc cu centrul n mijlocul suprafeei de aezare a pneului pe sol. Acest cerc poart numele de "cercul lui Kamm". S presupunem c cercul corespunztor aderenei maxime este cel din figura 1.3. n acest caz fora de traciune, de frnare i respectiv transver sal in viraj, maxim admisibile, vor fi: T, F i respectiv C. Cercul interior corespunde aderenei unui carosabil umed, forele maxiime admisibile fiind n acest caz T', F' i respectiv C'. Din figura 1.3.b rezult c la aceleai condiii de accelerare i vitez, rezultanta forelor ce acioneaz asupra pneului n cazul traciunii 4x4 rmne n cercul de aderen, n timp ce rezultanta forelor n cazul traciunii 4x2 se afl la limit. Legtura dintre patinare i fora la roat, n cazul unor fore longitudinale de accelerare este redat n fig. 1.4.

Fig.1.3. n conc1uzie, la egalitate de putere disponibil i sarcin, posibilitile de traciune sunt mai bune n cazul 4x4, forele de traciune ale fiecrei roi fiind compatibile cu aderena.

Fig. 1.4. Riscurile de patinare se diminueaz, permind-se transmiterea unor fore laterale ct mai

ridicate, garantndu-se astfel o mai mare stabilitate direcional n viraj (fig. 1.5.), n cazul frnei de motor, forele de frnare se repartizeaz pe toate cele patru roi, oferind un avantaj important n timpul cobcrrilor lungi pe drumuri cu aderen sczut. Crete, de asemenea, securitatea circulaiei n cazul tractrii unei remorci cu greutate mare. Traciunea integral anuleaz efectele negative ale acceleraiilor rectilinii i atenueaz efectele acceleraiilor reimorcii n viraj asupra vehiculului trgtor.

Fig.1.5.

1.2. Cuplajul vscos construcie i funconare Moda traciunii integrale din anii '80 a promovat aplicarea pe scar larg a cuplajului vscos. Astzi el se regsete n aproape toate sistemele de traciune integral ale deceniului al noulea. Pentru prezentarea n continuare a construciei i funcionrii unui cuplaj vscos este necesar lmurirea unor termeni ce vor apare n continuare. Cuplajul vscos - acest termen este folosit pentru denumirea componentului ca atare indiferent de aplicaiile lui fig. 2.1. Controlul vscos - dac cuplajul vscos este folosit ntr-un diferenial din punte sau din cutia de distribuie, acesta funcionnd ca diferenial cu aluncare limitat, el este denumit control vscos, datorit funcionrii controlate a diferenialului.

Fig. 2.1 Transmisie vscoas termenul este folosit pentru a denumi o traciune integral permanent variabil n care cuplajul vscos face legtura ntre cele dou puni motoare. n acest caz diferenialul central nu mai este necesar. cuplajul vscos (fig. 2.2) este constituit dintr-o carcas cilindric 1 etanat la ambele

capete cu ajutorul unorsimeringuri cu seciune ptrat 2, n care se afl un pachet de discuri de dou tipuri i un fluid cu viscozitate mare. Simeringurile asigur o etanare perfect, o singur umplere cu fluid asigurnd toat durata de funcionarea cuplajului. Primul tip de discuri 3, este antrenat de arborele port discuri 5 prin intermediul unor caneluri. Cel de-al doilea tip de discuri 4 antreneaz caracasa 1 prin intermediul unor caneluri. Arborele 5 este legat de puntea din fa iar carcasa de puntea din spate. Discurile sunt introduse alternativ n carcas i se pot mica liber n inteririorul acesteia, construcia cuplajului fiind similar cu a unui ambreiaj multidisc. Discurile sunt elemente tanate prevzute cu caneluri pentru transmiterea momentului la arbore sau la carcas.

Fig.2.2

Fig.2.3

Fig.2.4 Discurile antrenate de arbore sunt prevzute cu decupri iar cele antrenate de carcas cu

guri i decupri radiale spre centru (fig. 2.3.). S-a observat c aceste guri i decupri influeneaz n mod favorabil funconarea cuplajului amplificnd momentul transmis de acesta. Experimental s-a demonstrat c momentul transmis de un cuplaj vscos cu dliscuri perforate poate fi cu 100% mai mare dect momentul transmis de un cuplaj vscos cu discuri neperforate (fig. 2.4.). Datorit preciziei mari de execuie ct i a eforturilor termice i mecanice mari crora trebuioe s le fac fa, discurile sunt supuse unui proces de clire i unui tratament de suprafa.

Fig. 2.5. Cuplajul vscos este umplut cu un fluid siliconic de viscozitate mare.

Prin fluid siliconic sunt denumii compui ai siliciului cu oxigenul i cu grupri organice (grupri metil sau pentil). Denumirea de polisiloxani este mai aproepe de realitate, exprimnd clar structura Si-O-Si i gruprile ei. Ploluisiloxanii sunt lanuri polimerice de form spiral. Grupurile organice terminale formeaz tetrade cu rdcina siliciu legat cu molecule de oxigen. Vscozitatea polixiloxanilor este dat de greutatea lor molecular care la rndul ei depinde de legturi intermediare, deci de lungimea lanului molecular. Cu ct crete lungimea lanului molecular cu att crete i vscozitatea fluidului. De aceea este relativ simplu s se obin fluide siliconice cu vscoziti nominale foarte mari i foarte diferite, vscoziti ce nu pot fi obinute la ali compui ca de exemplu la hidrocarburi. Fluidele siliconice cu viscozitate nominal mare au o comportare ne-newtonian. Aceast comportare este mai pronunat cu creterea vscozitii nominale (fig. 2.5.).

Fig. 2.6. Fluidele siliconice au marele avantaj c odat cu creterea temperaturii, scderea vscozitii lor este mult mai mic dect n cazul uleiurilor minerale (fig. 2.6.). Mai mult , fluidele siliconice rmn stabile la temperaturi nalte care ar distruge uleiurile minerale. Tixotropia descrie o proprietate observat la fluidele siliconice i anume dependena

vscozitii de timpul de expunere al acestora la un efort mecanic. Vscozitatea descrerte funcie de timpul de expunere al fluidului la un efort constant de forfecare. Acest comportare se datoreaz unei structuri ce se formeaz n fluidul static , structur ce este distrus de forele de forfecare. Acest fenomen duce la scderea , dei n mic msur a vscozitii (fig. 2.7.). Tixotropia este un proces reversibil, structura refcndu-se dup o anumit perioad de timp dup ncetarea aciunii forelor de forfecare. Pentru a garanta durabilitatea fuidelor siliconice ca medii de lucru , trebuie inut seama de un numr de factori ce le influeneaz i anume: testele de mbtrnire termic au artat c vscozitatea fluidelor siliconice crete progresiv cnd sunt supuse constant la o temperatur nalt de peste 200o C.

Fig. 2.7. De asemenea , prezena oxigenului atmosferic accelereaz acest proces prin oxidare. Dac oxidarea ar putea fi exclus prin evacuarea oxigenului sau introducerea unui gaz inert, fluidele ar fi stabile termic chiar i la temperaturi de 300-400o C. Oxidarea uleiului poate fi ntrziat prin evitarea contactului cu aeruli cu metale cu aciune catalitic, cum sunt de exemplu plumbul i cuprul. Unele fluide siliconice sunt solubile n hidrocarburi, cetone i eteri. De asemensa ele sunt puternice hidrofobe, deci insensibile la ap. Materialele convenionale i elementele de aliere nu au efect negativ asupra stabilitii fluidelor siliconice, care rmn neutre la contactul cu acestea. Fluidele silicnice folosite pentru cuplajele vscoase trebuie s aib urmtoarele caracteristicii fizice:

- s fie curate i netoxice; - s aib o vscozitate nominal cuprins ntre 0,5 i 500.000 mm2/s. Pentru aplicaii speciale snt folosite, de asemenea, fluide cu vscozitate nominal mai mare dect 1.000.000 mm2/s; - funcie de vscozitate, densitatea lor variaz de la 0,65 la 0,93 kg/dm3; - punctul de inflamabilitate s fie de peste 300-400oC; - punctul de congelare s fie cuprins ntre temperaturile de -40oC i -60oC. Pe de alt parte, qruprile organice metil i pentil ofer fluidelor siliconice proprieti diferite; - gruparea metil ofer; incompatibilitate cu compuii organici, o tensiune superficial sczut i proprieti de hidrofobie; - gruparea pentil favorizeaz stabilitatea termic i rezistena la oxidare, compatibili.tate cu produsele organice este mbuntit, iar tensiunea de vapori foarte sczut. Instalarea cuplajului vscos n diferenial impune o etanare care s izoleze fluidul siliconic din cuplaj de uleiul de ungere din diferenial. Temperaturile de pn la 200oC ce apar n cuplajele vscoase impun pentru simeringuri materiale rezistente la temperatur. De asemenea, presiunile mari ce apar n anumite condiii de funcionare impun msuri speciale, la proiectarea elementelor de etanare i a spaiilor de instalare. Ciclurile de probe efectuate de VISCODRIVE GmbH au inclus combinaii de temperaturi nalte de pn la 200oC, presiuni de pn la 150 bari i viteze de rotaie relativ de pn la 500 rot/min . Testele au artat c cea mai bun soluie pentru toate condiiile impuse este un simering cu seciune aproape ptrat fabricat dintr-un cauciuc cu fluor, material rezistent la temperaturi ntre -40oC i +250C. Simeringurile deschise sau nchise n suport de plastic, cunoscute sub denumirea de back-up rings" rezolv etanarea (fig. 2.8.).

Cuplajul vscos are dou faze de funcionare, o faz ce se supune legii frecrii a lui Newton, numit faza vscoas i alta numit faza de frecare sau "hump". Faza vscoas. Dac discurile antrenate de arbore i cele antrenare de carcas se rotesc cu viteze diferite, prin cuplaj se va transmite un moment dat de rezultanta forelor de frecare ce apar n fluidul siliconic (fig.2.9.).Acest moment este direct proporional cu vscozitatea nominal a fluidului siliconic,cu gradul de umplere al cuplajului i cu temperatura de funcionare (fig.2.10) i invers proporional cu distana dintre discuri.

Trebuie avut ns n vedere c la vscoziti mari comportarea dinamic se nrutete. Efectele tixotropiei sunt mai pronunate dect la viscozitate joas iar dependenele viscozitatetemperatur i viscozitate-for de forfecare se modific. Distana dintre suprafeele efective ale discurilor nu poate fi aleas niciea oricum. Discurile fiind tanate i tratate la cald exist posibilitatea apariiei deformaiilor , orict de bine ar fi ele prelucrate. Cu att mai mult, cu creterea numrului de discuri folosite trebuie luate n calcul pn la 50 de tolerane, inclusiv tolerane cumulative. Curbele caracteristice ale cuplajelor vscoase pot fi modificate prin varierea distanelor dintre discuri ntre anumite limite, ns o standardizare a acestora duce la reducerea costurilor de prelucrare (fig. 2.11). Curba momentului n funcie de viteza relativ a cuplajului depinde nu numai de valoarea instantanee ci i de gradul de cretere al acesteia din urm (fig. 2.12.). dac msurm n mod staionar n mai multe puncte , valorile momentelor gsite sunt diferite de cele obinute la creterea rapid a vitezei relative a cuplajului . motivul acestui efect este fenomenul de tixotropie menionat mai devreme.

Viteza relativ a cuplajului din curba 1 (fig. 2.12.) crete de dou ori mai repede dect n cazul curbei 2 (linie ntrerupt) aceast curb avnd un histerezis pronunat.

Faza de frecare (hump). Aceast faz definete condiia de funcionare cnd la aceeai vitez relativ a cuplajului, n condiii preconizate momentul transmis crete la o anumit valoare mai mare dect cele ce apar n faza vscoas. Acest moment mare este transmis prin frecare metalic i/sau frecare mixt ntre discurile antrenate din interior i cele antrenate din exterior. Presiunea de contact necesar este generat n nsi cuplajul vscos.

Procesele ce apar pot fi interpretate astfel: patinarea prelungit produce o cretere a temperaturii n interiorul

cuplajului. Coeficientul relativ mare de expansiune termic a siloxanului cauzeaz dilaterea considerabil a fluidului la creterea temperaturii. Dilatndu-se el umple ntreg spaiul disponibil n interiorul cuplajului i comprim volumul rezidual de aer, presiunea crescnd rapid odat cu creterea temperaturii. Egalizarea presiunii care trebuie s aib totdeauna loc este mpiedicat de efectul de strivire al fluidului siliconic n spaiile strmte dintre discuri. Discurile se pot mica

liber nainte i napoi n carcas i pe arbore. n micare de rotaie , unele perechi de discuri se mic se mic mpreun iar altele sunt presate aparte. Discurile sunt lipite unele de altele din cauz c spaiile dintre ele sunt aa de nguste nct nu pot apare fore vsco-elastice, iar forele de forfecare ce apar nu pot s-i fac efectul. Celelalte perechi de discuri cu distane mai mari ntre ele au suficient fluid ntre ele. Acesta acioneaz cu fore hidraulice suplimentare care mpreun cu forele vsco-elastice normale i forele de sistem (care acioneaz ca fore normale) exercit presiune pe suprafaadiscurilor astfel nct acestea se mic mpreun sub efectul frecrii mixte. Perechile care funcioneaz lipite sunt perechi de friciune (F) , iar celelalte perechi de presiune (P) (fig. 2.13).

-

Gradul de umplere i n consecin cantitatea de aer rmas n cuplaj

determin cnd i n ce condiii de funcionare apare faza de frecare. Perforrile discurilor (fig. 2.4.) joac de asemenea , un rol major n privina aceasta . ele ndeprteaz sau stocheaz fluidul n spaiile dintre discuri ci rezultatul c frecarea metalic i/sau mixt poate deveni efectiv ntre acestea. Figura 2.14. prezint modelarea fazei de frecare . Figura 2.14.a ilustreaz distribuia aerului rezidual sub form de bule. Figura 2.14.b reprezint tranziia de la faza vscoas prezentat n figura 2.14.a la faza de frecare prezentat n figura 2.14.c, n care bulele de aer sunt puternic

comprimate i diferenele de presiune ncep s mite discurile unul spre altul. Profilul apariiei n timp a fazei de frecare simulat pe un banc de prob arat influena temperaturii i presiunii asupra momentului transmis (fig. 2.15). creterea vitezei relative a cuplajului vscos , artat n prima seciune , genereaz momentul destinat fazei vscoase . dac viteza relativ este meninut la o valoare constant , temperatura i presiunea cuplajului cresc nensemnat iar momentul transmis scade datorit mai sus menionatei dependene a vscozitii cu temperatura. O cretere pe mai departe a temperaturii cauzeaz o cretere rapid a presiunii, aceasta ducnd la apariia fazei de frecare. Momentul transmis n aceste condiii poate fi de 6 ori mai mare dect cel transmis n faza vscoas.

Momentul la care ncepe faza de frecare poate fi precis predeterminat prin proiecarea i ddispunerea cuplajului n transmisie. Aceasta este o msur imperios necesar , deoarece faza de frecare nu trebuie s apar n virajul autovehiculuilui. Singurul su scop este s protejeje cuplajul las supranclzire, fenomen care l poate distruge. Aceasta poate apare ca rezultat al patinrii prelungite , cnd se ncarc eliberarea unui vehicul, mpotmolit. Faza de frecare dispare numai dup cteva secunde de la reapariia condiiilor normale de funcionare, cuplajul revenind la faza vscoas.

1.3. Sisteme de traciune integral Criteriile principale care stau la baza compararii diferitelor sisteme de traciune integral sunt: - traciunea; - maniabilitatea; - comportarea la frnare. Traciunea este cerina original i primordial pentru o traciune integral. Practica a demonstrat pn acum c dintre sistemele dispanibile la aceast or, randamentul cel mai bun din punct de vedere al traciunii l ofer sistemul rigid. Orice alt sistem trebuie judecat dup ct de mult se apropie de acest sistem de baz. Cu un sistem de traciune integral rigid, distribuia momentelor egaleaz distribuia incrcrii pe puni, sau cu diferenialele blocate, egaleaz distribuia ncrcarii pe roat. n fig. 3.1. snt prezentate urmtoarele diagrame de traciune: a) - sistem de traciune rigid; b) - sistem de traciune cu diferenial interaxial; c) - sistem de traciune cu diferenial interaxial cu control vscos; d) - sistem de traciune cu cuplaj vscos (Transmisie vscoas); e) - sistem de traciune cu difcrenial interaxial Torsen. Sistemul de traciune integral cu diterenial interaxial cu raport flx de distribuie a momentelor poate oferi traciunea maxim numai pentru o situaie specific bine definit i singular de funcionare. Astfel c pentru a oferi maxim de traciune i n alte condlii dect cea specific sunt necesare sisteme da blocare sau autoblocare a diferenialului. Sistemele de blocare au mare avantaj n ceea ce privete tracuunea dar prezint dezavantajul posibilitii aparliei circulaiei de puteri parazite n transmisie. De aceea tendina este de a se trece la blocarea automat a diferenialului i n mod special la folosirea controlului vscos. Prin folosirea controlului vscos se obin practic valorile optime de repartiie ale forei de traciune

n funcie de aderen. Condiiile sunt oarecum similare i n cazul sistemelor ce folosesc cuplaje vscoase. Patinarea unei puni poate fi mpiedicat de apariia fazei de frecare a cuplajului vscos n aceast faz de funcionare, care depinde de construcia cuplajului i este bine determinat de proiectant, transmisia se comport ca o transmisie rigid.

Fig. 3.1. Studiul maniabilitii vehiculelor cu traciune integral ine cont numai de efectul distribuiei forei de traciune asupra comportrii la virare a autovehiculului pe drumuri cu suprafa omogen, in realitate asiul n ansamblu, suspensia i distribuia maselor au efectul lor asupra comportrii in viraj a vehicului. Judecata obiectiv a diferitelor sisteme de traciune integral, n concordan cu aceste criterii nu este posibil cu clasificri convenionale. Firmele constructoare i aleg sistemul de traciune integral n funcie de politica i filozofia lor comercial i destinaia vehiculului. Pentru a evalua ct mai bine un sistem este important s se cunoasc gradul de adaptare al distribuiei de momente n funcie de distribuia ncrcrii pe puni. Din acest punct de vedere rezult patru grupe de distribuie sau adaptare a momentului: 1) Distribuia mecanic i predeterminat a momentului (sistem de traciune rigid sau diferenial interaxial),

2) Transmiterea momentului la una din puni este automat i nelimitat (transmisia vscoasa i sistemul cu cuplaj vscos); 3) Transmiterea momentului la una din puni poate fi controlat din exterior ntr-o plaj larg (ambreiaje multidic i cuplaje vscoase controlate); 4) Transmiterea controlat a momentului dup criterii predeterminate, nu numai uneia ci ambelor (sau tuturor) punilor. Dac acest tip de clasificare este combinat cu clasificarea convenional a sistemelor rezult figura 3.2. Sistemul de traciune rigid mparte momentul n funcie de ncrcarea pe puni. ntr-o prim aproximaie, la aplicarea unei, fore laterale se folosete n mod egal aderena punilor din fa i din spate i deci vehiculul va avea o comportare la traciune neutr. Practic ns, este foarte dificil s se analizeze tendinele de comportare n viraj funcie de construcia sistemului de traciune. Efectul diferenialului interaxial asupra maniabilitii vehiculului depinde preponderent de distribuia maselor, iar n unele cazuri aceasta poate oferi soluia cea mai, bun. Repartizarea spre puntea din fa a unui moment, motor mai mare dect cel impus de distribuia maselor confer vehiculului un grad mai ridicat de siguran n conducere. Ambele sisteme menionate definesc prima generaie de sisteme de traciune integral. A doua generaie a fost caracterizat pna acum de cuplajele vscoase. Prin dispunerea lor fie spre puntea din fa, fie spre cea din spate., cuplajele vscoase permit atingerea comportrii dorite n viraj a vehiculului, n orice condiii i la orice acceleraii.

Un exemplu, de acum clasic, din a doua generaie l constituie "transmisia vscoas". n acest tip de concept, cele dou puni snt interconectate printr-un arbore longitudinal iar un cuplaj vscos este integrat ntruna din puni. Acesta elimin necesitatea unei legturi cu diferenial interaxial. Figura 3.3 prezint transmisia vscoas a autoturismului Volkswagen Golf Syncro Puntea din fa este acionat direct prin intermediul cutiei de viteze de la motorul dispus transversal (fig. 3.4.). puntea din spate este acionat printr-un grup conic, un arbore longitudinal i un cuplaj vscos.

Fig. 3.4. Aceast punte este prevzut cu un sistem de roat liber acre decupleaz n condiii de decelerare i frnare (fig. 3.5.). Acest dispozitiv a fost necesar pentru asigurarea stabilitii vehicolului la frnare. Datorit faptului c roile din fa sunt frnate mai puternic dect cele din spate , viteza de rotaie aacestora din urm scade mai puin n comparaie cu a celor din fa. Acest fenomen ar duce la intrarea n funciune a cuplajului vscos i la blocarea roilor.

Fig. 3.5. Dispozitivul de roat liber detecteaz aceast diferen de vitez de rotaie i ntrerupe imediat transmiterea momentului motor la puntea din spate. Din aceast cauz VOLKSWAGEN GOLF SYNCRO frneaz totdeauna stabil i sigur ca i varianta cu traciune fa iar un sistem de antiblocare al frnelor poate fi montat fr probleme. Roata libereste blocat automat n timpul mersului napoi, autoturismul redevenind 4x4. n aceast transmisie momentul motor este repartizat celor duu puni dup necesitate i nu ntr-un raport fix, ca n cazul diferenialelor mecanice. Cuplajul vscos transmite momentul motor celei de a doua puni n funcie de mrimea patinrii aprute la puntea motoare principal care este

acionat direct de grupul motopropulsor. Principiul transmisiei vscoase folosite de autoutilitara VOLKSWAGEN TRANSPORTER SYNCRO este similar ca al autoturismului GOLF SYNCRO. Motorul fiind aezat n spate, puntea din spate este punte motoare principal, n timp ce cuplajul vscos este instalat n transmisia punii din fa.

Fig. 3.6.

Figura 3.6. red capacitatea cuplajului vscos de a oferi fora de traciune maxim n funcie de coeficientul de aduren , panta maxim s (%) i acceleraia reprezint componenta forei de traciune transmis punii din fa. Intervalul haurat reprezint domeniul de lucru al transmisiei vscoase. Pentru un coeficient de aderen =0,2, corespunztor unui carosabil cu ghea i o vitez v = 15 km/h, pentru traciunea 4x2 spate panta maxim este de 13 %. Cu traciunea cu cuplaj vscos se realizeaz panta posibil de 18 %. Avantajele caracteristice ale transmisiei vscoase pot fi rezumate astfel; - momentele parazite mari care apar n sistemele fr diferenial interaxial snt eliminate de capacitatea de patinare a cuplajului vscos; - rnomentele parazite ce apar n cuplajul vscos n cazul virajelor foarte nchise sunt aa de mici nct sunt nesesizabile, zgomotul i uzura puternic a componentelor transmisiei fiind astfel evitate; - momentele negative ce apar la frnarea n viraj sunt inexistente. n cazul sistemelor de traciune integral cu diferenial interaxial i control vscos repartizarea momentului este predeterminat de raportul diferenialului, tendin de baz care poate fi variat numai n anumite limite de cuplajul vscos. Vehiculele din a doua generaie pot fi fie supraviratoare (FORD SCORPIO 4x4, SIERA 4x4, BMW 325 IX) fie subviratoare (VW GOLF SYNCRO, LANCIA DELTA INTEGRALE, LANCIA PRISMA 4WD, HONDA CIVIC SHUTTLE). A treia generaie extinde posibilitile celei de a doua de a elimina aproape unele compromisuri fcute ntre traciune, maniabilitate i rezistenele la virare i de a se apropia de valorile ideale de distribuie ale momentului. Numrul de vehicule aparinnd acestei generaii este nc foarte mic. Costurile foarte mari ale acestor sisteme limiteaz aplicarea lor numai la vehiculele de clas nalt. Ele se compun din cuplaje vscoase i ambreiaje multidisc controlate electronic. Sisternul de traciune integrala cu ambreiaje multidisc controlate electronic este folosit de PORSCHE 959 i SUBARU LEONE AUTOMAT. Automobilul sport PORSCHE 959 de grupa B a constituit suportul de dezvoltare a noilor produse PORSCHE.

Soluia automobilului cu motor n spate a permis folosirea traciunii integrale, ntr-o construcie simpl. Roile din spate sunt antrenate direct prin intermediul cutiei de viteze cu 6 trepte (fig. 3.7) iar cele ale punii din fa prin intermediul unui ambreiaj comandat tip PORSCHE (PSK).

Fig.3.7 Arborele de transmisie longitudinal este amplasat ntr-o conduct de aluminiu prevzut cu o manta pentru reducerea zgomotului. Aceast conduct constituie i elementul portant pe axul de comand al cutiei de viteze. Aceasta amplasare denumit PORSCHE TRANSAXLE, este avantajoas att din punct de vedere al asamblrii vehiculului, al calitii execuiei (insensibil la tolerane) ct i din punct de vedere al comportamentului dinamic al ntregului vehicul. Ambreiajul comandat tip PORSCHE, montat ntre cutia de viteze i diferenialul fa transmite momentul motor programat roilor din fa. Ambreiajul comandat realizeaz repartiia variabil a momentului notor funcie de patinare n direcie longitudinal motiv pentru care se mai

numete simplu "ambreiaj lungitudinal". Ambreiajul comandat PORSCHE (fig. 3.8.) prezint 7 discuri din oel solidare la exterior cu carcasa i 6 discuri solidare la exterior cu transmisia longitudinal. Aceste discuri snt acoperite cu un strat de oel sinterizat.

Fig. 3.8 Acestea sunt dimensionate n aa fel nct s permit o vitez relativ ntre roile punii din fa i cele ale punii din spate n viraje sau datorit neegalitii pneurilor. Astfel nu mai este necesar diferenialul interaxial. Un regulator de presiune comandat electronic variaz prin intermediul unui cilindru hidraulic, fora de presare a discurilor i implicit momentul transmis prin ambreiaj punii din fa. In figura 3.9. este reprezentat schema de calcul a forei de traciune distribuite pe puntea din fa a automobilului PORSCHE 959. Cele patru valori msurate (turaie motor, unghi clapet de acceleraie, presiune de supraalimentare i vitez) descriu situaia instantanee de funcionare a vehiculului. Momentul motor se calculeaz plecnd de la turaie i unghiul de deschidere al clapetei (sarcin) cu ajutorul cartografiei motorului. Acest moment motor este multiplicat cu turaia i mprit prin vitez, rezultnd astfel fora de traciune necesar pentru meninerea vitezei momentane, cu ajutorul curbei de rezisten la naintare, care este memorat. Funcle de aderena drumului se pot alege 4 programe pentru varieria repartiiei

momentului motor. Un acelai ambreiaj comandat PORCHE se monteaza i diferenialul punii din spate. n acest caz el are rolul de a bloca aceat diferenial, avnd un grad de blocare variabil (fig. 3.7.). Pentru mainile de raliuri un astfel de ambreiaj poate fi montat i n diferenialul punii din fa..

Fig. 3.9.

Sistemul 4MATIC pus la punct de MERCEDES-BENZ, a luat natere ca urmare a preocuprilor firmei vest-germane de certere a securitii active a vehicuielor pe care le produce i comercializeaz (fig.3.10). 4MATIC este o traciune spate cu anclanarea automata a punii fa, cnd limitele patinarii longitudinale sau transversale depesc valorile limit impuse. n caz de nevoie, sistemul blocheaz automat diferenialul interaxial i cel de pe puntea din spate, oferind trei nivele diferite de transmisie integral. Diferenialele sunt deblocate, iar transmisia integral declanat automat n momentul acionrii frnei, astfel nct conductorul regasete comportamentul la frnare obinuit al unei traciuni spate, iar sistemul de antiblocare al frnelor funcioneaz cu eficiena maxim.

Transmisia este constituit dintr-o cutie de distribuie, legat de cutia de viteze, care

repartizeaz fluxul de putere ntre cele dou puni. Roile punii din fa snt antrenate prin intermediul unui arbore de transmisie longitudinal i doi arbori de transmisie transversali. Acetia au cuplaje RZEPPA spre roata i tripode spre diferenial i trec prin arcurile elicoidale ale suspensiei. La partea inferioar a arcului, dou spire alturate au fost deprtate, astfel nct spaiul obinut s permit trecerea arborelui de transmisie.

Cutia de transfer este de fapt un diferenial planetar cu o repartiie a momentului motor de 35 % pe roile punii din fa i 65 % pe roile punii din spate. Dou ambreiaje disc sunt acionate prin presiune de ulei i pot fi comandate sub sarcin (fig. 3.11.). Ambreiajul din dreapta (fig. 3.11.) servete la cuplarea punii din fa, iar ambreiajul din stnga la blocarea diferenialului planetar.

Ambreiajul din stnga este n mod normal cuplat cu ajutorul unui arc disc tip BELLEVILLE i inut n pozile decuplat prin presiune de ulei. Acest montaj face posibil funcionarea vehiculului cu traciune spate i n cazul defectrii sistemului. Diferenialul punii din spate este autoblocabil, de tip ASD i a fost proiectat in vederea mbunatirii traciunii, att pentru sistemul 4MATIC, ct i pentru modelele cu traciune spate. Obiectivul fixat la proiectarea acestui diferenial a fost acela de a oferi avantajele unui diferenial autoblocabil, eliminnd totodat dezavantajul blocrii asupra manevrabilitaii vehiculului la frnare pe drumuri cu aderen sczut i a funcionrii sistemului de antiblocare al frnelor ABS. ntre carterul diferenial i arbarii de ieire laterali (fig. 3.12.), snt introduse dou ambreiaje cu discuri. n funcie de momentul motor, cele dou pachete de discuri snt cuplate prin presiunea exercitat de forele din angrenajul diferenial. Pachetele de discuri sunt astfel dimensionate, nct s permit un grad de blocare de 35 %. n interiorul carterului punii mai exist dou pistoane, asupra crora este aplicat o presiune de ulei. Pistoanele acioneaza asupra arborilor de ieire i asupra pinioanelor planetare, deplasndu-le spre exterior i avnd ca efect o cretere a forei de presiune ce acioneaz asupra pachetului de discuri, ce permite mrirea gradului de blocare a diferenialului pn la 100 %.

Fig.3.12. Toate ambreiajele sistemului snt alimentate cu ulei sub presiune cu ajutorul unei pompe

radiale cu piston, acionat de motor. Viteza de rotaie a roilor este sesizat de traductoarele de turaie ale sistemului ABS, unghiul de direcie cu ajutorul a 72 minimagnei i a dou traductoare Hall dispuse pe axul volanului de direcie, iar semnalul de frnare este luat de la ntrerupatorul lmpilor de frna.

Aceste semnale snt transmise sistemului electronic, constituit dintr-un microprocesor de 8 bii cu memorie suplimentar, trei circuite integrate pentru pregtirea semnalelor de dignosticare i trei amplificatoare de putere SIPMOS, pentru acionarea sistemului hidraulic. n funcie de necesiti, sistemul 4MATIC activeaz urmatoarele nivele de transmisie: - nivel 0 - traciune spate; - nivel 1 - traciune integral cu repartiie de moment n raportul 35:65; - nivel 2 - traciune integral cu blocajul diferenialului interaxial, - nivel 3 - traciune integral cu blocaj al diferenialului interaxial i al diferenialului de pe puntea din spata. Plecnd de la viteza de rotaie a roilor, ordinatorul calculeaz viteza de mers, acceleraia, diferena de vitez dintre roile punii din fa i cele ale punii din spate, ct i diferena de vitez dintre roile fa stnga i dreapta. Comanda diferitelor nivele are loc dup urmtoarele criterii;

Criteriul patinrii Dac diferenele dintre vitezele medii ale roilor din fa i spate snt pozitive sau negative, sistemul ajunge la concluzia c exist patinare i snt activate nivelele 1, 2 sau 3. Comanda nivelelor 2 sau 3 are loc dac diferena de vitez ramne constant sau e suprimat dac traciunea fa e anclanat sau, eventual, diferenialul interaxial este blocat. Pragurile la care se face comanda au fost fixate la un nivel foarte scazut, n aa fel nct, cu ajutorul vitezei de comand ridicate, activarea s se fac nainte ca vehicu-lul sa-i piard stabilitatea direcional, chiar i pe oselele ngheate. Dac criteriul pentru anclanare nu mai funcioneaz, sistemul revine la un nivel imediat inferior, dup un timp intermediar de exact 0,7 secunde. Daca anclanarea se repet de mai multe ori ntr-un timp considerat de baz, timpul intermediar este mrit n mod automat, pentru a se evita comandarea foarte frecvent a sistemului. Dac o prim tentativ de demarare eueaz, ambreiajele hidraulice rmn anclanate pentru demarajul urmtor. Criteriul vitezei n timpul demarajului, sistemul ajunge pn la nivelul 3, care rmne n funciune pn la viteza de 20 km/h. Peste viteza de 35 km/h, nivelul 3 nu mai este tolerat. Criteriul acceleraiei Dac acceleraia vehiculului depete o anumit valuare de prag, comanda de revenire la traciunea spate nu este posibil. Aceasta nseamn, de exemplu, c traciunea integral anclanat la pornire, rmne activ i n caz de accelerare n for. Criteriul unghiului de bracare Anclanarea traciunii integrale pe nivelul 1, n caz de alunecare transversal (viteza roilor de pe o parte e diferit de viteza roilor de pe cealalt parte) constituie o particularltate a sisteiitului 4MATIC. Ea permite stabilitatea vehiculului, de exemplu, n cazul schimbrilor rapide de direcie sau dac aderena se modific brusc n viraj. Plecnd de la diferena de vitez a roilor din fa n viraj pe de o parte i unghiul de bracare pe de alt parte sistemul este n msur s constate abaterea dintre razele efective parcurse n viraj i traiectoria teoretic impus de conductorul vehiculului. Dac diferena de vitez a roilor punii din fa depete o valoare de prag, calculat n funcie de unghiul de bracare i viteza vehiculului, atunci este activat traciunea integral.

n cazul frnrii, sistemul trece imediat, fr timpi intermediari, pe nivelul 0, pentru a garanta stabilitatea la frnare i pentru a permite funcionarea fr restricii a sistemului de antiblocare al frnelor. De asemenea, a fost prevzut posibilitatea de corectare a pragurilor de comand ale sistemului funcie de abaterile razelor de rulare ale pneurilor i ale traductorului unghiului de direcie. Repartiia forelor de traciune pe cele patru roi i anclanarea automat a ambreiajelur hidraulice, conduc la o cretere sensibil a forei de traciune. Figura 3.13. ilustreaz fora de traciune ce poate fi obinut pe osele cu aderena sczut ( = 0,1/0,8) n diferite nivele ale sistemului, funcie de fora maxim de traciune posibil. Avantajele blocrii diferenialului de pe puntea din spate snt evidente n plus, cuplarea traciunii integrale n funcie de necesitate, permite reducerea solicitrii roilor punii din spate i asigur totodat forele de ghidare lateral necesare pentru garantarea stabilitii direcionale a vehiculului. Sistemul numit PDS (Comand dinamic prin patinare PORSCHE) nlocuiete diferenialul interaxial sau cuplajul vscos printr-o frn diferenial sensibil la patinare, care trebuie s ndeplineasc n parte cerine antagoniste. Ea trebuia s prezinte: - o caracteristic "slab" pentru evitarea circulaiei. de puteri parazite la rularea pe drumuri cu aderen bun; - o caracteristic "tare" pentru transmiterea ntregii fore de traciune la cea de-a doua punte dac cealalt patineaz, - autoprotecia frnei difereniale printr-o turaie scazut de blocare a acesteia, pentru evitarea suprasarcinii termice. Rezolvarea problemei traciunii integrale cu ambreiaj autocomandat este favorabil ca pre i este pretabil autovehicuielor din clasa inferioar. Soluia se constituie dintr-un diferenial planetar implu de tip WOLFRAM (fr coroan) i o frna centrifugal, cu ajutorul crora s-a creat un ambreiaj centrifugal, al crui moment de ambreiere este independent de viteza vehiculului i dependent de diferena absolut de turaie dintre

puntea din fa i cea din spate.

Fig.3.14 Figura 3.14. prezint schema cinematic a acestei transimisii dsrivat dintr-o traciune fa. Puntea din fa este antrenat direct de motorul dispus transversal ca i varianta cu traciune fa. O transmisie conic, aflat n acelai carter cu diferenialul fa, antreneaz prin intermediul arborelui cardanic prima roata solar z1 a transmisiei planetare. Dac platoul port-satelii, este fix, sateliii transmit moment celei de a doua roi solare z2 i prin urmare transmisiei conice de pe puntea din spate.

PDS s-a montat pe puntea din spate, ntr-un carter comun cu transmisia conic i diferenialul (fig. 3.15). Frna centrifug aplic numai 2/3 din momentul de sprijin, deoarece

randamentul su este de cca. 65% datorit raportului de transmitere mic de 1,0588. Randamentul transmisiei de la roata solara 1 la roata solar 2 este de 96%. Pentru probe s-a folosit un autoturism FORD E5CORT XR3i modificat 4x4. S-au urmarit urmatoarele caracteristici ale PDS: - transmiterea cu randament 100% a momentului motor la puntea din spate s fie posibil cca. 5 minute; - posibilitatea folosirii nelimitate a lanurilor antiderapante; - manevrarea vehiculului fr apariia circulaiei de puteri parazite; - antrenarea considerabil a punii din spate la mersul n linie dreapt, funcie de patinarea aprut la roile punii din fa; - evitarea zgomotelor pneurilor punii din fa la accelerarea puternic a vehiculului.

Fig. 3.16. Pe bancul de prob s-a demonstrat forma de parabol a caracteristicii momentului i

dcpendena lui fa de traciune i frnare. Adaptarea caracteristicii se face uor prin variaia maselor greutilor centrifuge. PDS funcioneaz cu bune rezultate i n timpul accelerrii putemice a vehiculului pe drum plan, mpiedicnd pierderea aderenei punii din fa prin distribuirea momentului motor excedentar spre puntea din spate. De asmenea, acest sistem poate fi folosit si pentru blocarea diferenialului spate n cazul n care vehicului se deplaseaz sportiv pe drumuri cu aderena diferit stnga-dreapta. Figura 3.16 prezint o soluie de folosire combinat a PDS-ului ca ambreiaj longitudinal i blocare diferenial. n aceast soluie dup transmisia conic a punii din spate s-au montat dou sisteme de ambreiaje PDS. Astfel fiecare roat a punii din spate se cupleaz separat la puntea din fa. n acest caz nu mai este necesar diferenialul punii din spatii. Proprietile PDS-ului permit transmiterea momentului motor la o singur roata din spate. Roata fa interioar virajului limiteaz datorit diferenialului momentul transmis punii din fa i prin umare mrete momentul transmis roii exterioare de pe puntea din spate. Cu toate c acest fenomen imprim vehiculului un caracter puternic supravirator, acesta este preferat de ctre conductorii autoturismelor sport pentru c permite o bun manevrabilitate. n acest caz este relevant capacitatea de manevrare a pilotului. Avantajele oferite de acest sistem pot fi sintetizate astfel: - proprietile de blocare staionare i dinamice ofer posibilitatea valorificrii depline a potenialului de traciune al vehicolului; - influenele antrenrii asupra proprietailor de traciune snt independente de valoarea coeficientului de aderen i starea de ncrcare a vehiculului, - se elimin circulaia parazit de puteri n virajele foarte nchise. n comparaie cu modelele de cuplaje vscoases clasice, caracteristicile cuplajului vscos controlat pot fi adaptate din exterior condiiilor de rulare, far a pierde avantajul oferit de funcionarea sa automat. Sistemul VISCOMATIC este o combinaie ntre un diferenial planetar i un cuplaj vscos cu carcas staionar.

prin realizarea acestui sistem s-a urmrit: - influena activ a comportamentului la traciune al vehiculului asupra distribuirii variabole a momentului motor ntre cele dou puni; - realizarea celor mai bune caracteristici de traciune; - obinerea unei bune stabiliti la frnare. - compatibilitatea cu sistemul de antiblocare al frnelor (ABS); - eliminarea puterilor parazite din transmisie n viraje. - automatizarea complet a sistetmului; - obinerea unui domeniu vast de reglare a momentelor (de cel puin 10:1); - un randament mai bun; - un spaiu necesar pentru amplasare optim; - posibilitate de montaj la liber alegere. Acionarea sistemului poate fi fcut prin intermediul platoului port-satelii. Roata interioar este legat n acest caz de arborele cuplajului vscos iar coroana de puntea din spate (fig. 3.17).

Fig.3.17. n alt montaj (fig. 3.18), cu motor dispus longitudinal i acionare prin sistem VISCOMATIC a punii din fa, sistemul este acionat prin intermediul coroanei, platoul portsatelii fiind legat de puntea din fa iar roata interioar de arborele cuplajului viscos i puntea din

spate.

Fig.3.18 Caracteristica cuplajului vscos este varlabil, reglarea fiind realizat cu ajutorul unui piston acionat hidraulic. Caracteristica este controlat prin moditicarea distanei dintre discuri i a volumului, rospectiv presiunii interioare. Acest lucru este posibil cu ajutorul unor arcuri disc dispuse ntre discurile cuplajului. Pistonul este poziionat pe de o parte de presiunea din sistemul hidraulic i pe de alt parte de presiunea din interiorul cuplajului, Toate operaiile de reglare se fac ntr-un sistem staionar, eliminndu-se racordurile pretenioase. ntre roata interioar a reductorului planetar i cuplajul vscos se poate prevedea un cuplaj simplu care s permit decuplarea punii din spate (fig. 3.19).

Fig. 3.19. n figura 3.20. snt redate caracteristicile extreme de moment ale sistemului VISCOMATIC.

Fig. 3.20.

ntre caracteristica maxim de moment i cea minim exist un raport de aproximativ 20:1, momentul maxim transmis pe caracteristic minim fiind de 100 - 150 N.m. Scderea caracteristicii minime la creterea dferenei de turaie se datoreaz prezenei aerului n cuplajul vscos. Caracteristica minim de moment permite realizarea stabilitii vehiculului la frnare i compatibilitataa sistemului de traciune integral cu sistemul de antiblocare al frnelor (ABS). Operaia de frnare este sesizat de sistemul VISCOMATIC prin intermediul ntreruptorului pentru stopurile de frn. Pentru vehiculele fr ABS, la frinare sistemul trece automat la o funcionare pe caracteristica minim de moment, n situaia deplasrii cu viteze mai mari dect o vitez minim de prag prestabilit, specific vehiculului. Sub aceast vitez i la valori reduse ale coeficientului de aderen sistemul reintr n funciune, funcionarea sa dovedindu-se avantajoas. Trecerea sistemului la o funcionare pe caracteristica minim de moment se face n timp de 0,2 secunde de la acionarea pedalei de frna. Poziia pistonului de reglare a distanei dintre discurile cuplajului vscos este determinat de sisteinul hidraulic, comandat de un microprocesor, pe baza semnalelor primite de la traductoare. Centrul de greutate al sistemului de reglare al cuplajului vscos l constituie controiul turaiei relative dintre cele dou puni la care printr-un traductor al unghiului de rotaie alvolanului se ia n considerare i corecia necesar unui comportament optim al vehiculului n viraj. Diferenele de turaie mari aprute accidental n cazul acionrii brute a clapetei de acceleraie nu sunt luate n considerare pentru dsplasarea caracteristicii, ci numai cele care se menin mai mult timp. Dispariia sarcinii este semnalat prin revenirea sistemului la diferena de turaie iniial, i funcionarea pe caracteristica minim de moment. Corelaia dintre starea drumului i oferta de putere disponibil este interpretat de blocul electronic. Prin aceasta, sistemul VISCOMATIC se deosebete esenial de sistemele cu cuplaj vscos clasic. Capacitatea de transmitere a momentului n cazul cuplajului vscos este limitat de presiunea din interiorul su. Vrfurile de variaie ale diferenei de turaie duc la creterea presiunii interne i la apariia aa numitei "faze de frecare".

n cazul sistemului VISCOMATIC, presiunea este controlat activ "in exterior, momentul transmis putnd fi reglat cu mare precizie. Sistemul electronic al VISCOMATICULUI, poate fi perfecionat prin introducerea unui traductor de poziie al pistonului care s permit informarea conducatorului auto asupra situaiei de reglare a sistemului prin urmare asupra apropierii de situaia deplasrii la limita de aderen. Sistemul hidraulic de reglare funcioneaz la un nivel de presiune de 80-90 bari. Pentru aceasta se folosete o pomp ABS modificat. Figura 3.2 1. prezint rezultatele unui calcul de simulare, pentru deplasare n linie lrsapt accelerat, a unui vehicul prototip cu antrenare prin sistem VISCOMATIC a punii din spate. Pe abscis este redat componenta forei de traciune pe puntea din fa n raport cu fora de traciune total (X=l traciune fa) iar pe ordonat acceleraia vehiculului.

Fig.3.21 Ca i n cazul sistemului de traciune cu cuplaj viscos nereglat, sistemul VISCOMATIC preia fr modificri puntea motoare a variantei 4x2 a vehiculului 4x2. Primele teste efectuate cu sistemul VISCOMATIC pe o LANCIA, DELTA HF 4WD

modificat au condus la rezultate promitoare. Sistemul reacioneaz funcie de modificarea condiiilor de traciune fra oc, este favorabil ca pre datorit reglrii asistate electronic iar inforfmarea vizual a conductorului auto cu privire la apropierea de domeniul funcionrii la limita de aderen este deosebit de clar. Un control activ original al distribuiei momentului ntre punile unui vehicul cu traciune integral a experimentat firma RENAULT. Distribuia momentului motor ntre cele dou puni este fcut pe osele cu aderen bun, n funcie de distribuia greutaii pe puni modulat cu ajutorul unui dispozitiv de control al patinarii ce funcioneaz pe osele cu aderen sczut. Vehiculul experimental folosit a fost un RENAULT 21 Turbo al crui lan cinematic a fost compus dintr-un diferenial interaxial epicicloidal cu raport de distribuis 65/35 montat n paralel cu un ambreiaj multidisc comandat hidraulic (fig. 3.22),

Momentul transmis punii. din spate este funcie de presiunea aplicat asupra ambreiajului multidisc. S-a considerat sistemul ambreiaj comandat ca o cutie neagr n care avem ca mrime de intrare presiunea de referin, ca mrime de ieire presiunea liniara iar ca parametru temperatura uleiului (fig. 3.23).

Acest sistem in bucl nchis prezint o acuratee ridicat n funcionare cu influene benefice asupra conportrii dinamice a veniculului. A patra generaie exist numai n teorie, dar unele companii o iau foarte n serios. Ca o completare a versiunii de transmisie cu cuplaj vscos controlat i a transmisiei cu variaie continu dezvoltate de STEYR - DAIMLER - PUCH (fig. 3.24.) ,civa constructori experimenteaz o transmisie prin care momentul motor este controlat prin ambreiaje multidisc dispuse pe puntea din faa i pe cea din spate.

Comportarea la frnare Testele au fost fcute frnnd pe suprafa cu deren bun omogen i pe pist cu aderen diferit stnga/dreapta. n timpul acestor teste vehiculul a fost ncetinit n mod repetat de la o vitez (totdeauna 50 km/h) cu variate fore de apsare a pedalei de frn, msurndu-se viteza unghiular a vehiculului ca o msur a stabilitii acestuia.n timpul frnrii presiunea de frnare trebuie s

rmn constant, nefiind admise nici un fel de corecii ale direciei. Peste o anumit valoare a decelaraiei instabiltatea vehicolulului la frnare crete progresiv, rezultnd o cretere a micrii unghiulare datotit momentului sesizat de diferen de aderen a roilor (fig. 3.25.).

Testele efectuate arat c vehiculul cu traciune fa i cel cu diferenial central neblocabil au cea mai mic tendin de deviere dintre toate vehiculele testate. Cea mai violent reacie a avut-o vehiculul cu legtura rigid ntre puni, la care devierea apare peste o deceleraie de aproximativ 0.2 g. Corespunztoare unei presiuni de frnare de aproximativ 34 bari). n principiu, instabilitatea crete cu rigiditatea cuplrii punilor. Cu ct legtura dintre puni este mai rigid, cu att mai mare va fi momentul parazit prin transnisie (fig. 3.26.).

mbuntairi semnificative ale stabilitii la frnare pot fi realizate cu ajutorul sistamelor de

antiblocare ABS adaptate sistemelor respective, dar numai ca o msur secundar. Datorit faptului c momentul transmis prin arborele lungitudinal deranjeaz buna repartizare a forei de frnare, soluia optim o constituie deconectarea transmisiei integrale n timpul frnrii. Acest lucru se poate realiza prin: a) - folosirea unui dispozitiv cu roata liber (VW GOLF SYNCRO-fig. 3.5.); b) - folosirea n transmisie a unor cuplaje cu control al blocrii i al momentului transmis (MERCEDES 4 MATIC) c) - folosirea diferenialului TORSEN, d) - folosirea unei transmisii vscoase controlate (sistemul VISCODRIVE fig. 3.17). Dispozitivul cu roat liber ofer avantajul unui gabarit redus,dar devine inoperant trebuind blocat, n cazul mersului napoi. De asemenea, la coborrea unei pante pe drum cu aderen sczut, frna de motor se realizeaz numai pe o singur punte, eficacitatea frnrii fiind similar cu a unui vehicul cu traciune fa. Folosirea unor cuplaje sau ambreiaje autodeblocabile, acionate prin intermediul pedalei de frn, reprezint o soluie mai costisitoare, dar mai favorabil n cazul frnrilor n pant. Diferenialul TORSEN prezint o bun caracteristic de decuplare pe drumuri cu aderena peste o anumit limit. Sub aceast valoare limit de blocare, apare o comportare la frnare similar sistemului rigid. Sistemul VISCOMATIC posed o gam larg de reglare a momentului transmis prin cuplaj nct n acest caz nu mai este necesar o deconectare a transmisiei. momentul transmis este limitat la o valoare ce nu mai afecteaz stabilitatea frnrii. Acest sistem face posibil obinerea simultan a unei traciuni i a unei comportri la frnare optime. Figura 3.27. prezint sintetic proprietile la frnare a tuturor sistemelor de traciune integral n comparaie cu vehicolul cu traciune fa.

Fig. 3.27.

1.4. Concluzii Proiectul face o clasificare i o prezentare a sistemelor de traciune integrale cunoscute pn n prezent i propune un model al autoturismului cu traciune integral permanent echipat cu cuplaj vscos. El este structurat n patru capitole: - capitolul 1 - INTRODUCERE - faces o scurt istorie a apariiei traciunii integrale la autotunsmele de ora i pune n eviden necesitatea traciunii integrale pentru creterea gradului de stabilitate i maniabilitate al autoturismului pe drumuri cu aderen scazut. - capitolul 2 - CUPLAJ VSCOS, CONSTRUCIE i FUNCIONARE - prezint constucia i modul de funcionare al unui cuplaj vscos clasic; - capitolul 3 - SISTEME DE TRACIUNE INTEGRAL - face o clasificare i prezentare a sistemelor de traciune integral cunoscute pn n prezent i indic tendinele actuale de cercetare n acest domeniu. Sistemele de traciune integral sunt studiate din punct de vedere al traciunii, stabilitii i comportrii la frnare. Snt studiate comparativ sistemele de traciune integral rigid, permanent cu diferenial interaxial blocabil sau autoblocabil i cu cuplaje vscoase precum i sistemele mai complexe din generaia a 3-a VISCODRIVE, 4MATIC, PDS, etc,