malykh.com notes
Нынешнее поколение (KL) Jeep Cherokee существует с 2014 модельного года. Машина была встречена крайне неоднозначно. Хоть и вернулось историческое имя Cherokee (имя Liberty осталось в истории), но спорная внешность и переднеприводная в базе платформа вызывали и негативную реакцию.
(Jeep Cherokee версии Trailhawk)
И предыдущие-то поколения (KJ и KK) считались отступниками в сторону кроссоверов на фоне классического XJ, так и здесь получился, кажется, типовой современный паркетник.
Да, платформа, на первый взгляд, довольно уныла. Вся подвеска независимая, заднего моста теперь нет. Двигатель (бензиновых два варианта: рядный четырехцилиндровый 2.4л и V6 60° 3.2л Pentastar) теперь располагается поперек. Передний привод постоянный через новомодную 9-ступенчатую АКПП (крайслеровская 948TE, в девичестве ZF 9HP48). Полный привод (присутствует не на всех версиях) — автоматически подключаемая (On-Demand) задняя ось.
И машина действительно была бы ничем не примечательна с точки зрения технологий полного привода, если бы не наличие аж трех необычных модификаций полного привода: Active Drive 1, Active Drive 2, Active Drive Lock.
Когда я первый раз прочитал про эти системы на каком-то австралийском новостном сайте, то я не поверил — как-то очень уж диковато звучали изложенные там вещи. Но изучил вопрос подробнее (а информации по этим системам довольно мало). И, действительно, системы полного привода Jeep Cherokee KL заслуживают внимания.
Базовая (самая простая) система полного привода называется Active Drive 1.
Ее (и других версий полного привода на KL) разработчиком является AAM (American Axle & Manufacturing), которая использует для продвижение свое название: EcoTrac
На первый взгляд, все как обычно на паркетниках. Крутящий момент после АКПП попадает на некоторое подобие раздатки под названием PTU (Power Transfer Unit).
В PTU крутящий момент постоянно подается на передний межколесный дифференциал и отбирается через гипоидную передачу на длинный многосегментный карданный вал, который идет к заднему модулю (RDM — Rear Drive Module).
В заднем модуле RDM между карданным валом и задним межколесным дифференциалом располагается многодисковая муфта, которая отвечает за плавное автоматическое подключение-отключение задней оси. Здесь все тоже достаточно привычно.
Особенность только в том, что эта система содержит в переднем модуле PTU механизм отключение передачи крутящего момента на карданный вал. Для этого используется еще одна механическая (похоже, что кулачковая) муфта. Но, в отличие от задней муфты в RDM, муфта в PTU не имеет рабочих промежуточных положений: либо замкнута, либо разомкнута.
Такое усложнение используется для полного «отключения» карданного вала в переднеприводном режиме. Передняя и задняя муфты полностью отключаются, карданный вал останавливается, поскольку он и не приводится от мотора через PTU, и не подкручивается от задних колес через RDM. По экономии автомобиль с такой системой сильно приближается к переднеприводной версии.
Когда надо активировать полный привод, то сперва плавно подключается задняя муфта, карданный вал раскручивается для синхронизации с оборотами PTU, после чего замыкается передняя муфта. Далее передняя муфта остается замкнутой, а задняя муфта используется для регулировки связи осей (то, что называется On Demand).
Хочу отметить, что в такой системе полного привода возможно полное отключение муфтами от АКПП лишь задней оси, передняя ось постоянно приводится.
Но самое интересное начинается в системе Active Drive 2. Модульно она полностью соответствует Active Drive 1.
Тот же модуль PTU на АКПП. Тот же модуль RDM сзади. Та же система On-Demand с плавной регулировкой задней муфтой. Но еще добавляется возможность подключения пониженной передачи с отношением 2.92.
Да, именно так. Это единственный серийный полноприводный автомобиль с передним поперечным расположением двигателя и наличием отдельной пониженной передачи за пределами КПП.
Можно было бы представить вариант, что компактная (планетарная) передача располагается в PTU после входа с АКПП, а дальше крутящий момент раздается на переднюю и заднюю оси — так принято делать на классических внедорожных схемах. Но нет, здесь используется очень необычная схема: используются ДВЕ планетарные понижающие передачи, одна в PTU, вторая — в RDM.
Планетарная понижающая передача в PTU установлена уже ПОСЛЕ отбора момента на карданный вал (через переднюю муфту), но до переднего межколесного дифференциала. Поэтому ее включение не влияет на скорость вращения карданного вала, только замедляет вращение передних колес относительно выхода с АКПП.
Для занижения скорости вращения задней оси уже в RDM после карданного вала и задней муфты, но до заднего межколесного дифференциала установлена ВТОРАЯ понижающая планетарная передача.
Поэтому при включении режима 4WD Low пониженная передача включается и впереди (в PTU), и сзади (в RDM). Передаточное отношение пониженной довольно велико (2.92), что вместе с 9-ступенчатой (т.е. широкодиапазонной) АКПП дает впечатляющее общее передаточное отношение первой передачи (т.н. crawl ratio).
Первая передача в АКПП имеет передаточное отношение 4.71. При ГП 4.048 (2.4л с пакетом Tow Pack) общее передаточное отношение будет 4.71*2.92*4.048 = ~55.7. Для сравнения, на моем Cherokee KJ 3.7 с АКПП это число на пониженной составляет 2.84*2.72*3.73 = ~28.8. У Suzuki Jimny (1.3 с АКПП) — 2.875*2.643*4.09 = ~31.1. Огромная разница. Тяги на пониженной Cherokee KL хватит на весьма большие колеса — лишь бы сама машина выдержала, ведь это все же кроссовер.
Но есть и другие преимущества. PTU получается компактное и легкое за счет разделения задач (переноса назад в RDM), это и улучшает развесовку, что важно для автомобиля с передним поперечным расположением двигателя.
В обычных внедорожниках пониженная передача располагается после КПП, поэтому разгружает от крутящего момента только КПП и часть механизмов РК (например, цепь в Jimny). Здесь же пониженные передачи располагаются перед межколесными дифференциалами, поэтому разгружают АКПП, переднюю муфту (в TDU), карданный вал, заднюю муфту (в RDM). Разгрузка задней муфты весьма важна (резко понижается вероятность перегрева, увеличивается ресурс). Поэтому использование режима 4WD Low весьма оправдано на таком Cherokee.
Другой побочный эффект в наличии нейтральной передачи. С системой Active Drive 1 можно отключить муфтой от трансмиссии задний межколесный дифференциал в RDM, но передний подключен постоянно в PTU. С системой Active Drive 2 можно отключить и переднюю, и заднюю оси включением нейтрали в обоих понижающих передачах. Это позволяет безопасно буксировать автомобиль на любые расстояния без вреда для трансмиссии.
Идем дальше, третья версия полного привода Active Drive Lock устанавливается только на Cherokee версии Trailhawk (именно он на первой фотографии). Фактически это Active Drive 2 + принудительная задняя блокировка в заднем редукторе. Это первый Cherokee за всю историю, который получил принудительную заднюю блокировку, что должно улучшить его внедорожные качества даже с учетом уровня современных имитаций межколесных блокировок при помощи тормозной системы.
На мой взгляд, Active Drive 2 и Active Drive Lock вызывают уважение за попытку сохранить хоть какие-то внедорожные корни в современном автомобиле, пусть и такими сложными механизмами. А они действительно сложные. Например, были реальные отказы PTU, которые исправляются по гарантии. Кроме того, требуется достаточно сложно электронное управление и контроль исполнения (синхронная работа PTU и RDM).
С другой стороны, эти наработки могут оказаться полезными для электромобилей. Аналогично можно использовать два или даже четыре модуля (с пониженной передачей) вместе со соответствующим числом электромоторов — по одному на каждую ось или колесо. Будущее покажет, пойдет ли развитие по этому пути.
Jeep four wheel drive systems
Command-Trac (NP/NV-231 or NP-207) was introduced along with the Jeep Cherokee (XJ) in 1984. The system offers a chain-driven, aluminum, «shift-on-the-fly» transfer case. The «shift-on-the-fly» feature provides manual ease and assist while engaging 4WD. Command-Trac should only be driven in 4WD on low-traction surfaces due to the front and rear axles being locked together (no differential action in the transfer case). Driving in 4WD on dry pavement causes excessive wheel and drivetrain wear. Four-wheel modes are most commonly used for wet/slick surfaces or extreme weather conditions (rain, snow, etc.) (4H), towing (N), and off-road activities (4L).
There are reports of a modified version known as NP-231J HD which was supposedly (SP) a «heavy duty» version for the Jeep Grand Cherokee ZJ with V8 engines. The NP/NV-231 case is a chain-driven unit that takes 21- or 23-spline input shafts. The 23-spline was for the AX-15 transmission, and the 21-spline was used for the AX-5 and BA 10/5 transmissions. Low range for this case was 2.72 and high range was 1.00.
The Command-Trac HD transfer case was used in 6-speed Liberty KJ’s from 2005–2007. Although sometimes referred to as the «NV(NP)231HD,» the transfer cases are actually the 241 series used in full-sized trucks from other makers (241D or 241C). The Jeep version is labelled «NV(NP)241J.» This is not the NV241OR transfer case found in the Jeep Wrangler Rubicon, which uses a 4.0 low range and has a reinforced case. Dodge uses a 241DHD, which has a reinforced case but the 2.72 low-range.
The Jeep Grand Cherokee/Commander line no longer offers a part-time transfer case option. The reason behind this was its poor sales along with an improved Selec-Trac. Selec-Trac and a simplistic Quadra-Trac had the convenience and comfort of «Full-Time» all wheel drive that Command-Trac lacked for «luxury» SUV’s that did not require the more rugged part-time system.
The terms «Command-Trac» and «Selec-Trac» where used in other Jeep lines and refer to different transfer cases in those lines.
- Jeep Cherokee (XJ) 1984–2001
- Jeep Comanche (MJ) 1986–1992
- Jeep Wrangler (YJ, TJ, JK) 1987–Present
- Jeep Grand Cherokee (ZJ) 1993–1995
- Jeep Liberty (KJ, KK) 2002–Present
Selec-Trac [ ]
Selec-Trac also debuted with the compact Jeep Cherokee in 1984, borrowed from the Jeep Wagoneer (XJ), and Dodge Durango models (1998-present). It has a shift-on-the-fly transfer-case like Command-Trac but unlike it, Selec-Trac offers full-time all wheel drive in addition to the part-time 4WD of Command-Trac. Full-Time all wheel drive has the ability for the front and rear axles to rotate at different speeds, making driving on dry and wet surfaces possible year-round without shifting back to 2WD again. It still has the ability to lock the front and rear axles.
Other Jeep vehicles used Selec-Trac, for example, the Jeep Grand Cherokee, before being discontinued on that platform in favor of the electronically-controlled [3] (formerly known as NP242).
Quadra-Trac [ ]
The Quadra-Trac name is used on a variety of full-time 4WD systems. The first version was launched in 1973, the Borg-Warner BW 1339. [2] An unrelated system was used in the 1980s. Yet another system carried the name in the 1990s.
Quadra-Trac was the trade name for the Borg-Warner 1305 and 1339 gear case. It was a chain-drive system introduced in 1973 on the full-sized Jeep line which included the Wagoneer, Cherokee, and trucks behind the AMC-specific Turbo-Hydramatic 400 automatic transmission. CJ7s also received the Quadra-trac. This system included a differential to shift torque between front and rear which could be locked with vacuum. The 1305 lacked a low-range, while the 1339 offered an optional 2.57 planetary gear . A Quadratrac transfer case can be upgraded from a non low range equipped unit to having low range by swapping in the optional planetary housing and shift rod and floor shifter assembly from another transfer case. Consult a factory service manual for service procedures.
The Borg-Warner system was replaced with a «New Process Gear» NP219-based chain-driven system in 1980 [4]
The NP249/NV249 utilizes a «Viscous Coupler» to determine power transfer between the front and rear axles. The goal of this device is to provide smooth and efficient 4WD operation on dry surfaces — if a differential in speed occurs between the axles, heat buildup in the viscous coupler transfers power to the slower axle, providing some traction in off road conditions. Splitting the torque to the front and rear, it is similar to several passenger car systems, but with a low-range gear for serious off-roading. [5]
1993-1995 NP249 transfer cases used the viscous coupler to transfer power in both high and low ranges.
Quadra-Drive (WJ) [ ]
Quadra-Trac II (WJ) [ ]
Quadra-Trac II also employed the NV247 transfer case but lacked Quadra-Drive’s front and rear Vari-Lok differentials. [3]
Quadra-Trac I (WJ) [ ]
Quadra-Trac I consisted of the [3]