Skip to content

Crossover, SUV sau vehicul off-road autentic

January 22, 2014

Avand in vedere cresterea continua a cererii si a popularitatii automobilelor de tip SUV si crossover, constructorii de automobile s-au vazut nevoiti sa dezvolte continuu acest segment care treptat a captat mai toate segmentele de automobile deja existente. Astfel daca initial existau doar SUV-uri de clasa mare, intre timp au aparut SUV-uri medii, de clasa mica, SUV-uri premium, mai nou chair SUV-uri cabriolet (vezi noul model Nissan Murano ) crossovere etc.

Renault-Captur-1_2546336b

Renault Captur este un crossover de clasa mica

Odata cu aparitia si dezvoltarea acestor noi segmente a crescut si gradul de confuzie al cumparatorului care adesea asociaza modele de tip SUV si/sau crossover cu unele 4×4 autentice si care isi creaza asteptari in consecinta.

Totodata, dupa parerea mea, SUV-urile au castigat teren si datorita dorintei oamenilor de a se simti importanti si de a-si arata bunastarea, un vehicul mai mare traducandu-se implicit printr-un rang social mai inalt.

Definirea termenilor

Termenul de SUV (Sport Utility Vehicle) se refera in general la un vehicul similar cu un automobil break, echipat cu diferite solutii de tractiune integrala (4×4) si cu o garda la sol marita. Practic este un automobil normal din punct de vedere al confortului oferit care are si capacitati de off-road, dar limitate comparativ cu un vehicul off-road autentic. O sa detaliez subiectul ceva mai jos.

Jeep Cherokee este considerat primul SUV modern, aparut in Statele Unite in anul 1984, deoarece avea caroserie autoportanta, fara sasiu.

Jeep_Cherokee_2-door

Jeep Cherokee din 1984

SUV-urile au devenit foarte populare la inceputul anilor 90 in SUA si inceputul anilor 2000 in Europa. Exemple de SUV-uri: Ford Explorer (SUA), Audi Q7, BMW X5, Volkswagen Toureg.

Termenul de crossover defineste in general un vehicul construit pe platforma unui automobil normal de sosea ce combina caracteristicele unui vehicul break cu cele ale unui SUV, fiind destinat in general rularii pe drumuri modernizate si care poate avea sau nu tractiune integrala (4×4). Majoritatea vehiculelor de tip crossover au tractiunea la puntea fata si capacitati foarte limitate off-road.

Din punctul meu de vedere primul crossover modern este Nissan Qashqai lansat in 2007,  automobil care a deschis si revolutionat masiv acest segment  de piata fiind totodata si un imens succes de vanzari.

nissan-qashqai-2wd_key_12

Nissan Qashqai model 2007, vehicul care a definit practic clasa crossoverelor

Un vehicul off-road autentic va dispunde obligatoriu de urmatoarele:

-> tractiune integrala cu puntea motoare de baza cea din spate;

-> posibilitatea de transfera mecanic cuplul motor la puntea fata, fie prin intermediul unui diferential interaxial (de obicei blocabil sau autoblocabil) fie prin intermediul unei cutii de transfer;

->obligatoriu diferentiale blocabile sau autoblocabile cel putin la puntea spate;

->garda la sol si unghiuri de atac si degajare marite;

->echipare cu anvelope adaptate mediului in care ruleaza ( noroi si/sau zapada) altfel tractiunea 4×4 va fi disponibila in van.

Exemple de vehicule off-road autentice sunt: Land Rover Defender, Nissan Patrol, Toyota Land Cruiser, Jeep Wrangler, Lada Niva, ARO, Mitsubishi Pajero etc. Din clasa pick-up avem: Nissan Navara, Toyota Hilux, Ford Ranger, Mitsubishi L200, Volkswagen Amarok etc.

Land Rover Defender reprezinta un automobil de off-road autentic

Land Rover Defender reprezinta un automobil de off-road autentic

Despre avantajele tractiunii integrale (4×4) alaturi de cateva grafice experimentale elocvente am scris aici.

CROSSOVER

Modele reprezentative in clasa crossoverelor: Nissan Qashqai ( cel mai vandut vehicul cu tractiune integrala la nivel european), Volkswagen Tiguan, Hyundai ix35, Ford Kuga, Renault Koleos, Suzuki SX4, Mitsubishi Outlander, Honda CR-V, Chevrolet Captiva, Hyundai Tucson,  Nissan Juke (crossover de clasa mica) etc.

Caracteristicile unui crossover referitoare la capacitatea de trecere

  • garda la sol marita in comparatie cu un automobil normal sedan;
  • unghiuri de atac si degajare mai mari decat la un automobil conventional de sosea;
  • poate dispune de tractiune 4×4 ( avand in vedere ca sunt crossovere ca nici macar nu dispun  optional de tractiunea 4×4;
  • tractiunea de baza este la puntea fata;
  • tractiunea integrala este nepermanenta ( adica in majoritatea timpului cuplul este distribuit catre o singura punte motoare);
  • tractiunea integrala se efectueaza in general prin intermediul unui cuplaj electromaganetic multidisc sau a unui cuplaj comandat electrohidraulic de tip Haldex , ce lucreaza in mediu umed, comandat electromagnetic sau electrohidraulic.
  • de obicei exista un comutator de comanda al tractiunii 4×4 in habitaclu cu urmatoarele moduri disponibile:                                                                                                                                                                                             auto -> cuplul motor este distribuit in functie de necesitati si catre puntea spate; se recomanda rularea in acest mod avand in vedere ca sistemul 4×4 este un sistem de siguranta activa ce contribuie la stabilizarea automobilulului;             4×2 -> cuplu motor este transmis doar catre puntea fata;                               lock -> in acest mod cuplul este distribuit in mod egal 50% – 50% catre cele doua punti, pentru situatii dificile. Dar acest lucru se intampla undeva pana la 30-40 km/h dupa care tot cuplul se duce catre puntea de baza motoare, cea din fata.
Comutator 4x4

Comutator 4×4

Elementul central pentru tractiunea integrala a crossoverelor il constituie cuplajul multidisc (3) comandat de catre unitatea electronica 4×4 (2), dupa cum se poate vedea si in figura de mai jos:

Puntea spate specifica unui autovehiul de tip crossover

Puntea spate specifica unui autovehicul de tip crossover

In cazul crossoverelor NU vom avea cutie de transfer, diferential inter-axial sau diferentiale blocabile la puntile motoare. Astfel pe langa elementele mentionate mai sus sistemul de transmisie integrala al crossoverelor mai are in componenta conform schemei grupului moto-propulsor de mai jos:

Grupul moto-propulsor specific unui automobil de tip crossover

Grupul moto-propulsor specific unui automobil de tip crossover
1 – Transmisia (include si diferentialul fata)
5 – Puntea spate (include si derentialul spate)

– un angrenaj in unghi (2) ce distribuie cuplu motor catre  puntea spate;
– un arbore cardanic (4) ce transmiste cuplul motor care puntea spate;
– diferentiale fata si spate simple conice;
– arbori planetari punte spate (6);
– senzori de turatie, unghi volan, giratie, care sunt folositi si de alte sisteme de pe autovehicul;

Constructia si modul de functionare al cuplajului electromagnetic

Cuplajul electro-magnetic este montat in fata diferentialului puntii spate si are rolul de a transmite cuplul motor catre diferentialul spate: fie in functie de conditiile de rulare cand se detecteaza conditii de patinare la rotile puntii fata in modul auto, fie daca se doreste “blocarea” cuplajului in modul lock.

Sectiune printr-un cuplaj multidisc comandat electromagnetic

Sectiune printr-un cuplaj multidisc comandat electromagnetic specific crossoverelor

Cuplajul electromagnetic este alcatuit din:

–          carcasa de intrare (1) solidara la rotatie cu arborele cardanic;

–          arbore de iesire (2), avand miscarea independenta de cea a carcasei de intrare, dar solidar la rotatie cu pinionul             de atac al diferentialului puntii spate;

–          ambreiajul principal (3) tip umed multidisc ce asigura transmiterea cuplului;

–          platou de comanda (4) ce asigura comprimarea ambreiajului principal;

–          impingator (5) ce contine 6 bile situate in orificii tip plane inclinate;

–          ambreiaj de control multidisc (6 );

–          platou de comanda al ambreiajului de control (7);

–          un electromagnet (8) ce asigura cuplarea progresiva a ambreiajului de control.

Alcatuirea cuplajului multidisc

Modul de functionarea al cuplajului multidisc

Desi principial modul de functionare al cuplajului multidisc este destul de simplu, pentru a intelege inovatia aplicata o sa detaliez pas cu pas ce se intampla in momentul in care unitatea 4X4 comanda cuplajul multidisc:

  1. Cand rotile puntii fata si rotile puntii spate au aceasi viteza de rotatie, ansamblul elementelor din cuplaj au aceasi viteza de rotatie. Nu exista alunecare relativa intre carcasa de intrare si arborele de iesire.
  2. Daca este detectata o diferenta de viteza intre rotile din fata si rotile din spate, calculatorul sistemului 4×4 alimenteaza electromagnetul generand un camp magnetic proportional cu diferenta de viteza.
  3. Sub efectul campului magnetic platoul de comanda (7) este aspirat si se deplaseaza comprimand ambreiajul de control .
  4. Ambreiajul de control solidarizeaza impingatorul (5) si carcasa de intrare (1), facand astfel posibil ca impingatoul sa aiba aceasi viteza de rotatie ca si carcasa.
  5. Avand aceasi viteza de rotatie ca si carcasa, impingatorul (5), se decaleaza la rotatie in raport cu platoul de comanda (4) al ambreiajului  principal (3) care are aceasi viteza de rotatie ca arborele de iesire.
  6. Acest decalaj provoaca o miscare a bilelor ce parasesc locul lor si se deplaseaza de-a lungul planului inclinat.
  7. Miscarea bilelor genereaza deplasarea axiala a platoului de comanda al ambreiajului principal.
  8. Platoul de comanda va comprima discurile ambreiajului principal permitand solidarizarea arborelui de iesire cu carcasa de intrare autorizand astfel trecerea cuplului motor la rotile spate.

functionare cuplaj

Platoul de comanda

Platoul de comanda

Unitatea electronica de control a transmisiei transmite cuplul motor catre rotile din spate variind intensitatea curentului transmisa solenoidului electronic de comanda.

Caracteristica intensitate curent - cuplu motor

Caracteristica intensitate curent – cuplu motor

Electromagnetul este comandat de catre calculatorul 4×4 in curent RCO.  Intensitatea curentului generata de calculatorul 4×4 variaza intre 0 si 3 Amperi.

0 Amperi corespund tractiunii 100% pe puntea fata, iar 3 Amperi corspund tractiunii 50% la puntea fata si 50% la puntea spate.

Pentru un vehicul echipat cu sistem ESP, curentul transmis catre electromagnet variaza in functie de :

–          diferenta de viteza intre rotile fata si rotile spate ;
–          gradul de apasare al pedalei de acceleratie ;
–          viteza vehicului ;
–          unghiul de rotatie volanului ;
–          forta laterala ;
–          giratia vehiculului.

Toate aceste informatii sunt disponibile prin intermediul retelei multiplexate CAN.

Prin combinarea sistemului ESP cu functiile sistemului de control 4×4 , gestionarea dinamicii in viraj a vehiculului este mai precisa rezultand o stabilitate imbunatatita a automobilului.

Verdict final

  1. Crossoverele si multe dintre SUV-uri de altfel, sunt autovehicule destinate sa ruleze 95% din timp pe drumuri modernizate si au capacitati off-road foarte limitate, contrar opiniei departamentelor de marketing si celor de vanzari care de cele mai multe ori promoveaza aceste vehicule ca fiind autentice off-road!!
  2. Chiar si in modul lock tractiunea 4×4 (50% fata – 50% spate) va fi disponibila doar la viteze reduse de pana la 40 km/h, dupa care treptat o data cu cresterea vitezei cuplul motor va fi dirijat 100% catre puntea fata.
  3. Crossoverele au garda la sol si unghiuri de atac, respectiv de degajare mai mici decat vehiculele off-road autentice, dar limitarea capacitatilor in conditii off-road este impusa in primul rand de caracteristicele de functionare ale cuplajului multidisc care in cazul unei situatii de impotmolire in teren accident va functiona cateva secunde (4-5 s) dupa care va fi decuplat automat de catre calculatorul 4×4 ca masura de protectie la supraincalzire pentru a nu se autodistruge.  

Despre caracteristicele de functionare ale SUV-urilor voi vorbi in urmatorul articol.

One Comment
  1. ovidiu permalink

    foarte interesant, pacat ca nu ai spus ceva mai mult despre cuplajul Haldex

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: