Jeep - Grand Cherokee (1999-2004)

typy układów przeniesienia napędu

Celem wstępu należy wyjaśnić, iż przez przeniesienie napędu należy rozumieć skrzynię biegów (zajmującą się zmienianiem przełożeń), skrzynię rozdzielczą (zajmującą się dystrybucją mocy pomiędzy osią przednią i tylną), wały napędowe (łączące skrzynię rozdzielczą z mostami) oraz mosty napędowe (przekładające moc na koła danej osi). Często sprzedający piszą o "skrzyni biegów quadra-drive" czy "selec-trac". Jest to istotna pomyłka, gdyż napis obok manetek skrzyni biegów widoczny na poniższym zdjęciu nie oznacza nazwy skrzyni biegów, a systemu napędu rozumianego głównie jako skrzynia rozdzielcza. Często skrzynię rozdzielczą określa się również mianem reduktora, gdyż jedno z jej położeń zwykle odpowiada redukcji przełożenia na mocniejsze.

UWAGA: należy pamiętać, że przy modelach z silnkami CRD wygląda to odrobine inaczej:

Systemy (opis elementów składowych dalej):

• Selec-trac: składa się z skrzyni rozdzielczej NV242 i klasycznych mostów napędowych z dyferencjałami otwartymi lub z tylnym mechanizmem różnicowym o zwiększonym tarciu wewnętrznym trac-lok (opcja). Na obudowie manetek napis "selec-trac" i 5 położeń lewarka. Na tylnej klapie pod napisem Jeep plakietka "4x4"

• Quadra-trac II: składa się ze skrzyni rozdzielczej NV247 i klasycznych mostów napędowych z dyferencjałami otwartymi lub z tylnym mechanizmem różnicowym o zwiększonym tarciu wewnętrznym trac-lok (opcja), na obudowie napis Quadra-trac II i 3 położenia lewarka. Na tylnej klapie pod napisem Jeep plakietka "4x4"

• Quadra-drive: składa się ze skrzyni rozdzielczej NV247 (tej samej co w quadra-trac II) oraz mostów napędowych wyposażonych w mechanizm różnicowy o progresywnej charakterystyce tarcia vari-lok?. Na obudowie plakietka z napisem "quadra-drive", 3 położenia lewarka. Na tylnej klapie pod napisem Jeep plakietka "quadra-drive"

Typy skrzyń biegów:

• Z silnikiem 4.7

W wariancie z silnikiem 4.7 występowały dwie skrzynie, od roku 99 do 2001 była to 45RFE, od 2001 do 2004 jest to skrzynia 545RFE. Skrzynia ta jest w pełni obsługiwana elektronicznie (stąd też nazwa Rear wheel drive Fully Electronic). Uchodzi ona za wyjątkowo wytrzymałą, co zdaje się być potwierdzone przez samego Chryslera jej zastosowaniem bez jakichkolwiek przeróbek w późniejszym grandzie WK z silnikiem 5.7 Hemi.

W wariancie pierwszym otrzymujemy skrzynię czterobiegowa, w drugim biegów jest już pięć. Co ciekawe jednak, skrzynia mechanicznie jest identyczna- piąty bieg może być dodany przez ASO odpłatnie, za pomocą zmiany programu skrzyni (nic nie trzeba wymieniać, należy jedynie podpiąć wtyczkę i wgrać nowy program!). Dzieje się tak, gdyż skrzynia posiada 3 zestawy przełożeń planetarnych. Została tak zaprojektowana, aby uzyskać dwa alternatywne przełożenia drugiego biegu- jedno mocniejsze do przyspieszania, drugie, słabsze do zwalniania. Ma to zapewniać delikatniejsze zmiany biegów przy redukcji (unika się szarpania). Tym samym skrzynia ma de facto 6 biegów, jednakże tylko 5 używanych jest w sekwencji. Nikt dokładnie nie wie, dlaczego Chrysler postanowił wstrzymać się z aktywacją piątego biegu aż do 2001 roku (skrzynia na pewno została przewidziana od początku jako skrzynia pięciobiegowa). Liczne są spekulacje na ten temat, najbardziej prawdopodobną jednak wersją jest to, iż w 2001 roku wprowadzono do użytku nowy olej skrzyń automatycznych- ATF 4+. Prawdopodobnie dopiero jego zaś zastosowanie pozwalało na uzyskanie zadowalających warunków pracy skrzyni przy takiej konfiguracji przełożeń.

Przełożenia poszczególnych biegów mają następujące wartości:

• Z silnikiem 4.0

W wariancie z silnikiem 4.0 otrzymujemy starą skrzynię czterobiegową o oznaczeniu 42RE. Jest to de facto ta sama skrzynia co w poprzednim modelu. Pierwsze trzy biegi obsługiwane są hydraulicznie, dopiero czwarty ma w pełni elektroniczny nadzór. Skrzynia ta ma opinię relatywnie słabej, jednak z racji na prostotę konstrukcji nie przysparza ona żadnych problemów związanych z elektroniką. Zmiana biegów jest naturalnie znacznie wolniejsza i mniej precyzyjna od skrzyń w pełni elektronicznych. Jak nie trudno zauważyć, ma ona również znacznie mniej korzystne z punktu widzenia mocy przełożenia.

Przełożenia są następujące:

• Z silnikiem 3.1 TD

W przypadku silnika 3.1TD występuje znana z poprzedniego modelu Grand Cherokee skrzynia czterobiegowa typu 44RE. Brak o niej szerszych informacji, jednak nic nie wskazuje na jakiekolwiek istotne zmiany względem tej skrzyni ze starego modelu, gdzie była zblokowana z silnikiem 5.2 V8. Brak dostępnych danych na temat potencjalnej kompatybilności części czy też całych skrzyń.

Prawdopodobnie przełożenia wynoszą

• Z silnikiem 2.7CRD

Skrzynia Mercedesa - 722.6 (NAG1/W5A580).

Typy skrzyń rozdzielczych (reduktorów):

W WJ zasadniczo występowały trzy typy reduktorów, które można poznać po dźwigniach lub po numerze typu wybitym na okrągłej tabliczce na tylnej stronie obudowy reduktora:

• NV-247: (przy dźwigniach napis Quadra-trac II lub Quadra-drive, posiada 3 pozycje- 4all, N, 4lo) zawiera w sobie sprzęgło kompresowane ciśnieniem oleju (nie klasyczną wiskozę), o nazwie handlowej gerodisc. W czasie normalnej jazdy 100% momentu obrotowego przenoszone jest na tylną oś. Na wałku tylnej osi osadzony jest rotor pompy zębatej (gerotor pump). Przedni wal napędza stator. W przypadku zaistnienia różnicy prędkości wałów świadczącej o uślizgu jednej z osi, pompa zaczyna wytwarzać ciśnienie. Ciśnienie to jest wprost proporcjonalne do różnicy prędkości obrotowych wałów. Wówczas olej kompresuje płytki sprzęgła, stopniowo dołączając oś przednią, transferując aż do 100% momentu na przód. Producent podaje, że dołączenie przodu trwa ok. 0.5-1 sekundy. Należy dodać, że czas i siła dołączania zmieniają się ze zmianą prędkości. Tym samym, mimo iż w czasie ruszania z postoju czasem można wyczuć jak tylne koła chwilę buksują, podczas normalnej jazdy drogowej w razie poślizgu bardzo trudno określić moment załączania. Wszystko odbywa się płynnie i niezauważalnie dla niedoświadczonego kierowcy.

To jest praca w trybie 4all, w którym pozostajemy cały czas podczas codziennej eksploatacji. Gdy wrzucimy dźwignię na N otrzymujemy prawdziwy luz, potrzebny np. przy długotrwałym holowaniu, obie osie są rozpięte. 4lo to reduktor o przełożeniu 2.72:1 który równocześnie spina na stałe obie osie (innymi słowy to part time). Jest to ustawienie wyłącznie terenowe i nie można tak jeździć po asfalcie.
Skrzynka ta jest znacznie wytrzymalsza na przenoszony moment obrotowy od Selec-traca, jednak nie oferuje stałego napędu 4x4 w trybie 4all. Przekaz mocy na przód odbywa się łańcuchem, jest w stanie przenieść 2442 Nm. Waga to ok. 37 kg a pojemność oleju- 1.1 litra. Należy stosować WYŁĄCZNIE olej dedykowany do tej skrzyni dostępny w ASO, o numerze części 05016796AA

• NV-147: Uproszczona wersja skrzyni 247 bez reduktora. Brak jakiejkolwiek dźwigni obsługi, panel taki sam jak w wersjach RWD. Dostępna była tylko w 2004 roku w wersji Laredo z silnikami 4.0. Zasada działania identyczna z 247 w trybie 4all, brak możliwości trwałego spięcia przodu z tyłem i holowania. Należy stosować WYŁĄCZNIE olej dedykowany do tej skrzyni dostępny w ASO, o numerze części 05016796AA
   

• NV-242: (przy dźwigniach napis Selec-trac, posiada pozycje: 2WD, 4part time, 4 full time, N oraz 4LO). Występował w wersji klasycznej z silnikiem 4.0 oraz wzmocnionej HD z silnikiem 4.7 (nie wiadomo dokładnie na czym polegają różnice między wersją zwykła a HD, prawdopodobnie różni się tylko długość wałka zbiorczego), z pozostałymi silnikami niedostępny. Posiada mechanizm różnicowy. Wybierając tryb jazdy możemy jechać z napędem tylko na tył (2WD), 4x4 z międzyosiowym mechanizmem różnicowym (4 full time, pozwala na jazdę po przyczepnych nawierzchniach, niestety w sytuacji, gdy jedno koło się ślizga teoretycznie cały moment napędowy kierowany jest właśnie na nie i samochód grzęźnie. W praktyce opory tarcia itd. przenoszą jednak część mocy także na inne koła), 4x4 ze zblokowanym dyferencjałem międzyosiowym (4 part time, stosowany tylko w jeździe po śliskiej nawierzchni, nie wolno używać go na suchym asfalcie gdyż powoduje to znaczne naprężenia w układzie napędowym. W tej pozycji ślizg koła jednej z osi nie odbiera momentu kołom osi następnej), Neutral służy do rozpięcia obu mostów np. na potrzeby holowania. 4Lo to reduktor (jego użycie spina obie osie na stałe oraz uruchamia zębatkę planetarną o przełożeniu 2.72:1). Maksymalny możliwy moment obrotowy dla wersji standardowej wynosi 2015 Nm. Skrzynia przenosi moc na przód łańcuchem. Masa skrzyni 39 kg. Mieści 1.4 litra oleju typu ATF

Typy mostów napędowych:

• Przód

Z przodu we wszystkich Jeepach WJ użyty był most D30, znany także jako 186FBI. Różni się on jednak od D30 używanych w poprzednich generacjach jeepów.

W przypadku wersji ze skrzynią selec-trac i quadra-trac II posiadał on klasyczny mechanizm różnicowy. W wariancie quadra-drive wprowadzono opisany dalej mechanizm Vari-lok?. Jest to most dość odporny, przyjmuje się, że nadaje się do kół do 33" średnicy, choć zdarzają się przypadki jazdy na 35" bez problemów.

• Tył

Z tyłu mamy do czynienia z dwoma typami mostów:

a) D44a (znana również jako D44M) była instalowana z silnikami 4.7, 3.1TD i 2.7CRD. Jest to most wykonany w nowej koncepcji, z sekcją centralną (zwaną gruszką) wykonaną z aluminium. Pochwy mostu są stalowe, toteż nie są przyspawane a jedynie wprasowane w gruszkę. Most ten dostępny był z trzema typami dyferencjałów- klasycznym (otwartym), LSD (trac-lok) oraz progresywnym LSD (vari-lok). Opcja z trac-lok jest niezmiernie rzadka (produkowana tylko 99-00 oraz dla wersji 2WD w 2001), z kolei vari-lok na ogół występował wyłącznie z quadra-drive. Aluminiowa sekcja centralna jest obwiniana za klasyczne problemy pojawiające się w czasie eksploatacji- nadmierne zużywanie się łożysk, oraz za liczne przypadki pęknięcia mostu w przypadku uderzenia (np. upadek na kamień) lub prób podnoszenia auta podnośnikiem umieszczonym pod mostem. Jest to jednak most o grubych półosiach (wieloklin 31 zębów), a co za tym idzie tolerujący opony do 35" włącznie (wartym zaznaczenia jest fakt, że za prawidłowe, skuteczne działanie mechanizmu vari-lok? przyjmuje się graniczny rozmiar koła wynoszący 32").

b) D35c stosowana z silnikiem 4.0 (wyjątek stanowi rzadka seria 4.0 z quadra-drive, wyposażona w most D44a), jest to dość stary most, o półosiach z wieloklinem 27 zębów. Most ten jest uważany za bardzo słaby i wytrzymuje bezpiecznie tylko koła do 31" średnicy. Nie tylko półosie stanowią jego słaby punkt- mały jest także wałek ataku, ściany pochwy są cienkie. W porównaniu do D35c z poprzednich jeepów, dokonano wzmocnienia koła talerzowego poprzez zastosowanie większych śrub oraz wyeliminowano tzw. c-clipy, czyniąc półoś pół-odciążoną (semi-floater). Nie jest to jednak most pozbawiony zalet- jego konstrukcja jest w pełni stalowa, co powoduje mniejszą od D44a podatność na zużywanie się łożysk. Można go też bez obaw o pęknięcie dźwigać za gruszkę mostu. Posiada ogromny wybór blokad (był to most stosowany w wranglerze, cherokee i grand cherokee), co czyni go bardzo podatnym na modyfikacje. W tym miejscu warto jednak podkreślić, że dostępne na rynku wzmocnione półosie nie są z tym mostem kompatybilne, głównie dlatego, że WJ ma inny od poprzedników rozstaw śrub, oraz inną szerokość mostu. Tym samym most ten jest dobrym wyborem dla osób szukających prostoty, łatwości modyfikacji, a jednocześnie nie mających aspiracji na ciężką jazdę terenową

? Vari-lok, oparty jest na będącym podstawą technologii quadra-drive systemie gerodisc, obecnym w niemal identycznej formie także w skrzyni rozdzielczej. Jest to system opracowany przez firmę Dana-Spicer, opiera się on na zestawie sprzęgieł ciernych, których siła sprzęgu regulowana jest ciśnieniem oleju. Ciśnienie to wytwarzane jest przez pompę zębatą, identyczną co do zasady działania z pompami oleju obecnymi w silnikach. Tyle teorii- więc jak to działa? Podczas normalnej jazdy na wprost oba koła poruszają się z tą samą prędkością. Tym samym półoś nie obraca się względem tzw. kosza (dyferencjału). Gdy jednak jedno z kół się ślizga, półosie zaczyna wykonywać ruch obrotowy (każde w przeciwną stronę, co jednak nie ma znaczenia dla działania systemu). Na jednej z półosi zainstalowany jest rotor pompy. Czym większa jest prędkość obrotowa półosi (innymi słowy, czym bardziej ślizga się koło) tym większe jest wytwarzane ciśnienie. Ciśnienie to z kolei ściska obecne obok pompy sprzęgła. Sprzęgło przyczepione jest z jednej strony do półosi, z drugiej do kosza. Tym samym działanie mechanizmu różnicowego jest przyhamowywane poprzez działanie sprzęgła. Zastosowanie zestawu pompy wymusza użycie innych półosi niż standardowo (jedna dłuższa, druga krótsza niż standardowe), toteż w przypadku chęci wzbogacenia swego pojazdu o mechanizm vari-lok należy wliczyć koszt półosi.

System ten ma liczne zalety- po pierwsze zachowuje się jak otwarty dyferencjał dopóki nie zajdzie znaczna różnica prędkości obrotowych kół, co powoduje, że w zakrętach nie odczuwamy żadnego negatywnego wpływu systemu, podczas gdy w terenie jest w stanie przenieść teoretycznie 100% momentu obrotowego na koło mające przyczepność. Po drugie, taka zasada działania powoduje, że sprzęgło to praktycznie nie zużywa się w czasie normalnej jazdy- poprawnie serwisowane ma starczyć na cały okres eksploatacji pojazdu. Po trzecie wreszcie zapewnia pełną automatyczność i płynność działania- nie wymaga żadnej kontroli ze strony kierowcy. Po czwarte wreszcie, jako iż system jest stricte hydrauliczny, nie wymaga żadnej elektroniki czy jakiegokolwiek zewnętrznego systemu nadzorującego- każda oś działa w pełni niezależnie i nawet awaria jednej z nich nie pozbawia nas drugiej. Jakie więc rozwiązanie to ma wady? Wymaga stosowania dość drogiego oleju z dodatkiem do LSD (75W140) i słabo radzi sobie przy dużych kołach (powyżej 32" średnicy). Po drugie system ten tak naprawdę nie jest w stanie przenieść całego momentu generowanego przez silnik na reduktorze. \

Cały zespół wygląda tak:

opracował: mendelmax