Eixo traseiro e diferencial
GENERALIDADES
O diferencial traseiro aberto converte o "ângulo da força motriz" ao longo de 90° e distribui a força motriz, através dos veios da transmissão traseiros, até às rodas traseiras.
O diferencial traseiro aberto das versões a gasolina do V6 e V8 possui a mesma taxa de saída, enquanto que as taxas de saída para os TdV6 diesel são diferentes, dependendo do veículo estar equipado com uma transmissão manual ou automática.
O diferencial traseiro aberto está localizado numa posição central na parte de trás do chassis.
Publicado: 10/Ago/2004
Item Referência Descrição
A - Diferencial traseiro electrónico B - Diferencial traseiro aberto 1 - Veio de transmissão traseiro 2 - Diferencial traseiro electrónico 3 - Veio da transmissão traseiro direito
4 - Conjunto do motor (bloqueio) do accionador 5 - Veio da transmissão traseiro esquerdo
As unidades são montadas no chassis com a ajuda de casquilhos em borracha e de parafusos; existem dois pontos de montagem, um na parte de trás da unidade e um na frente.
CONJUNTO DO DIFERENCIAL TRASEIRO ABERTO
Diferencial traseiro aberto - perspectiva ampliada
Item Referência Descrição
1 - Tampão
2 - Junta
3 - Conjunto do rolamento, sem corrediça 4 - Espaçador de pré-carga do rolamento
5 - Rolamento
6 - Anel do rolamento
A caixa de ferro fundido é composta por duas peças: uma tampa e um alojamento. O alojamento fornece a localização para todos os componentes internos. O alojamento e a tampa formam uma união vedante devido à acção de uma junta tórica e de doze parafusos. A tampa e o alojamento possuem aletas, que auxiliam à mobilidade. Existe um tubo respiradouro montado no topo do alojamento. Este permite a montagem de um tubo plástico e o seu encaminhamento até um ponto mais elevado sob a carroçaria do veículo, evitando a entrada de água quando o veículo atravessa um curso de água a vau.
O alojamento contém um bujão de drenagem do óleo. A unidade do diferencial contém cerca de 1,16 litros de óleo no total. Se o óleo tiver de ser substituído, será necessária uma menor quantidade devido ao óleo residual retido no alojamento do pinhão.
O diferencial possui um desenho convencional, que utiliza uma distribuição hipóide das engrenagens, semelhante ao diferencial dianteiro. O diferencial traseiro aberto está disponível em três relações. Os veículos V8 com motor a gasolina utilizam um diferencial com uma relação final da transmissão de 3.73:1, os veículos V6 com motor a gasolina usam um diferencial com uma relação final da transmissão de 3.73:1 e os veículos com motor TdV6 usam uma relação final da transmissão de 3.54, no caso dos veículos com transmissão automática e 3.07 nos veículos com transmissão manual. A alteração do número de dentes entre a engrenagem da coroa e a engrenagem do pinhão altera a taxa.
O diferencial é constituído por um eixo de pinhão e por uma engrenagem hipóide de pinhão, além da engrenagem de coroa com uma caixa integral que aloja duas engrenagens satélite. Existem ainda dois carretos centrais na caixa que transmitem a força motriz de rotação aos veios de transmissão.
8 - Junta
9 - Alojamento do diferencial
10 - Conjunto de pinhão e cremalheira
11 - Rolamento 12 - Anel do rolamento 13 - Calço 14 - Espaçador deformável 15 - Porca do pinhão 16 - Suporte de fixação 17 - Aba 18 - Deflector exterior 19 - Deflector interior 20 - Retentor 21 - Rolamento 22 - Anel do rolamento 23 - Cavilha 24 - Tampão do respiradouro 25 - Respiradouro 26 - Cárter
27 - Localização de dados técnicos 28 - Casquilho de montagem
29 - Rolamento
30 - Espaçador de pré-carga do rolamento 31 - Anel do rolamento
32 - Bujão
33 - Bujão de drenagem
34 - Anilha de encosto 35 - Engrenagens satélite 36 - Eixo de pino cruzado 37 - Carreto central 38 - Anilha de encosto
39 - Parafuso, 10
O eixo de pinhão está montado em dois rolamentos de esferas cónicos opostos, com um espaçador deformável entre os dois. O espaçador é utilizado para manter o alinhamento dos rolamentos e também é deformável sob a pressão aplicada à porca flangeada do pinhão. Isto permite que a porca flangeada seja apertada a um binário predeterminado, que provoque a deformação do espaçador e criando a pré-carga correcta nos rolamentos.
O veio do pinhão possui uma extremidade exterior muito estriada, que recebe e fixa a flange de admissão; esta é retida pela porca e retentor do pinhão. A flange de admissão tem quatro orifícios roscados que encaixam no veio de transmissão traseiro. São quatro os parafusos que fixam o veio de transmissão traseiro à flange de admissão. Existe um vedante de óleo comprimido contra o alojamento do pinhão que cria uma vedação na união entre a flange de admissão e o alojamento do pinhão. O veio do pinhão possui uma engrenagem hipóide na extremidade interior que encaixa na engrenagem da coroa.
A engrenagem da coroa está localizada na caixa do diferencial e fixada por dez parafusos. A caixa do diferencial está montada sobre rolamentos de esferas cónicos, localizados em orifícios maquinados de cada lado do alojamento do pinhão. Os calços estão fixados à caixa, por detrás dos anéis do rolamento; a espessura do calço foi
seleccionada para suportar a pré-carga correcta do rolamento e a folga mecânica hipóide.
O alojamento do diferencial possui um orifício que o atravessa e se destina a acolher o veio. O veio é suportado por uma engrenagem central e um rolamento de agulhas. O veio está equipado com um anel de aperto numa
extremidade, que encaixa num entalhe maquinado existente na engrenagem central que fixa o veio na devida posição.
As engrenagens centrais estão localizadas em bolsas existentes na caixa de alojamento e engatam nas
engrenagens satélite. Existem espaçadores montados entre as engrenagens centrais e o alojamento que orientam um contacto correcto entre as engrenagens satélite e as engrenagens centrais. Cada carreto da engrenagem central possui um orifício maquinado com estrias no seu interior e um entalhe maquinado próximo da extremidade estriada. O entalhe constitui o local onde engata um anel de aperto montado na extremidade de cada flange de saída.
Cada veio de saída possui uma estria, que engata em cada carreto da engrenagem central. Um anel de aperto montado no veio estriado encaixa no entalhe do diâmetro interno do carreto central, fixando o veio de saída. Os vedantes de óleo estão comprimidos contra cada lado do alojamento do pinhão e vedam o veio de saída.
Funcionamento do diferencial
Os princípios de funcionamento dos diferenciais dianteiro e traseiro são os mesmos. A admissão de rotação do veio de transmissão é transmitida através da flange de admissão ao veio do pinhão e à engrenagem do pinhão. Os ângulos da engrenagem do pinhão com a engrenagem de accionamento da coroa deslocam a direcção de rotação ao longo de 90°.
O movimento de rotação transferido é então transmitido à engrenagem accionadora da coroa que, por sua vez, faz rodar a caixa do diferencial. O veio, que está fixado à caixa, roda também à mesma velocidade que a caixa. As engrenagens satélite, montadas no veio, rodam igualmente com a caixa. Por sua vez, as engrenagens satélite transferem o movimento de rotação para os carretos principais à esquerda e direita, rodando os veios da transmissão.
Quando o veículo está em movimento de avanço, o binário aplicado através do diferencial a cada carreto principal é igual. Neste caso, ambos os veios de transmissão rodam à mesma velocidade. As engrenagens satélite não rodam e bloqueiam eficazmente os carretos principais na caixa do diferencial.
Se o veículo curvar, a roda exterior será forçada a rodar mais rapidamente que a roda interior, uma vez que terá uma maior distância a percorrer. O diferencial detecta a diferença de binário entre os carretos principais. As engrenagens satélite rodam sobre os respectivos eixos para permitir à roda exterior uma rotação mais rápida do que a roda interior.
ASSISTÊNCIA
O óleo usado no diferencial traseiro aberto é o Castrol SAF-XO. O óleo contém aditivos especiais que melhoram o funcionamento dos diferenciais. Não devem ser usados outros óleos no diferencial traseiro aberto.
Componentes do diferencial traseiro aberto que podem ser reparados
Conjuntos dos rolamentos de agulhas Vedantes do veio de transmissão
Dispositivos de fixação/casquilho do chassis Lubrificante.
Diferencial traseiro electrónico - perspectiva ampliada
Item Referência Descrição
1 - Tampão
2 - Junta tórica
3 - Espaçador de pré-carga do rolamento
4 - Rolamento
5 - Capa do rolamento
6 - Parafuso, 4
7 - Conjunto do motor e alojamento
8 - Amortecedor
9 - Conjunto de pinhão e cremalheira
10 - Rolamento
O diferencial electrónico traseiro possui a mesma funcionalidade que o diferencial traseiro aberto mas incorpora uma função de bloqueio.
Uma embraiagem multidisco de controlo eletrónico fornece um bloqueio de diferencial traseiro e uma função de desvio de binário para alcançar o melhor desempenho em termos de tracção e estabilidade dinâmica do veículo.
Foi desenvolvida uma estratégia para controlar electronicamente o conjunto da embraiagem multidisco do diferencial traseiro, de modo a proporcionar:
uma função de pré-carga, aumentando o binário de bloqueio com um binário motriz acrescido
um dispositivo de controlo antiderrapagem para aumentar o binário de bloqueio em condições todo-o-terreno e diminuir o binário de bloqueio para maior conforto, por ex. ao estacionar.
A unidade recebe um binário proveniente do veio de saída da caixa de transferência, que passa pela unidade para duas saídas destinadas aos veios de transmissão traseiros.
A unidade detecta a derrapagem das rodas através da informação de vários sistemas do veículo que passa ao módulo de comando do diferencial traseiro electrónico, sendo o diferencial bloqueado de acordo com esses dados.
12 - Calço 13 - Espaçador deformável 14 - Porca do pinhão 15 - Suporte de fixação 16 - Aba 17 - Defleector, exterior 18 - Deflector, interior 19 - Junta 20 - Rolamento 21 - Capa do rolamento 22 - Tampão do respiradouro 23 - Respiradouro 24 - Cárter
25 - Localização de dados técnicos 26 - Casquilho de montagem
27 - Rolamento
28 - Conjunto do rolamento sem corrediça
29 - Capa do rolamento
30 - Bujão do bocal de enchimento
31 - Bujão de drenagem
32 - Conjunto do diferencial electrónico
33 - Parafuso, 10
34 - Junta tórica
35 - Tampa
36 - Parafuso, 12
A função de desvio e bloqueio do diferencial traseiro electrónico é accionada através de um motor DC, controlado pelo módulo de comando do diferencial traseiro electrónico, através de um sinal de modulação de largura de impulso (PWM).
Conjunto da embraiagem multidisco
Item Referência Descrição
1 - Actuador
2 - Conjunto da embraiagem
3 - Diferencial
Item Referência Descrição
O conjunto da embraiagem multidisco para os diferenciais traseiro e central electrónicos (caixa de transferência) actuam da mesma forma. O objectivo do conjunto de embraiagem multidisco é evitar a derrapagem excessiva do diferencial e assim maximizar o desempenho de tracção do veículo. Esta acção é diferente do controlo de tracção por "travagem", que apenas consegue contrariar a derrapagem do diferencial quando a mesma ocorre.
É necessário que exista uma determinada quantidade de derrapagem do diferencial para que o veículo curve e se mantenha estável sob o controlo do sistema de travagem antibloqueio (ABS). O módulo de comando da caixa de transferência monitoriza os pedidos do condutor através dos controlos primários do veículo e define
automaticamente o binário de deslizamento no diferencial traseiro através do módulo de comando do diferencial traseiro electrónico. O sistema é completamente automático e não necessita de nenhum contributo especial por parte do condutor.
O conjunto da embraiagem multidisco controla activamente o fluxo do binário através do diferencial traseiro e optimiza a distribuição do binário na linha motriz. O conjunto da embraiagem desvia o binário do diferencial para as rodas com maior aderência e evita que as rodas com menor aderência derrapem.
Rodando o disco do accionador da admissão, através do veio motor, o accionador de saída é rodado. Este movimento actua sobre as 5 esferas num mecanismo em rampa entre os accionadores de admissão e saída e proporciona um movimento axial definido. O movimento força o disco de pressão a induzir fricção entre a
engrenagem central e a caixa do diferencial através dos discos da embraiagem suportados pela engrenagem central e os discos suportados pelo apoio da embraiagem na caixa do diferencial. Esta força de fricção inibe a rotação do diferencial; a caixa do diferencial e a engrenagem lateral esquerda do diferencial estão firmemente unidas.
Módulo de comando do diferencial traseiro electrónico
O módulo de comando do diferencial traseiro electrónico controla o accionamento da embraiagem multidisco. O módulo de comando está montado num suporte localizado no pilar C esquerdo, por detrás do remate.
2 - Conjunto dos discos da embraiagem
3 - Disco de pressão
4 - Corrediço de impulso
5 - Accionador de saída
6 - Esferas do accionador 7 - Accionador de admissão
8 - Espaçador de pré-carga do rolamento 9 - Conjunto de engrenagens de redução 10 - Motor passo-a-passo
O módulo de comando está ligado ao bus da rede do controlador (CAN) e controla o funcionamento do diferencial usando as mensagens da CAN provenientes de outros módulos de comando da rede.
O módulo de comando utiliza três conectores para toda as admissões e saídas. Recebe uma alimentação permanente através de uma ligação por fusíveis de 40A localizada na caixa de derivação da bateria (BJB), e uma alimentação de ignição através do fusível 24 localizado na caixa de derivação central (CJB).
O módulo de comando memoriza a posição do motor diferencial traseiro electrónico quando a ignição é desligada.
O módulo de comando controla o sistema de detecção da posição de circuito fechado dentro do motor e regula a alimentação ao motor.
Se o módulo de comando for substituído, tem de ligar o T4 ao veículo e realizar o procedimento de autocalibração do módulo de comando do diferencial traseiro electrónico. Este procedimento deve também ser realizado se o motor ou conjunto do diferencial for substituído.
Se ocorrer uma avaria no diferencial traseiro electrónico, no módulo de comando ou num dos sinais de admissão necessários, por ex., no sinal da velocidade em estrada, o módulo de comando regista um código de erro e uma luz avisadora no conjunto de instrumentos acende com luz fixa.
Pormenores dos pinos de saída do módulo de comando do diferencial traseiro electrónico
Conector C2162
Conector C2163
Conector C2164
1 - Módulo de comando do diferencial traseiro electrónico
Pino n.º Descrição Admissão/saída
1 Não é usado -
2 Bus CAN baixo Admissão/saída 3 Bus CAN elevado Admissão/saída
4 Não é usado -
5 Bus CAN elevado Admissão/saída 6 Bus CAN baixo Admissão/saída
Pino n.º Descrição Admissão/saída
1 Não é usado -
2 Não é usado -
3 Massa -
4 Alimentação da ignição Entrada
5 Não é usado -
6 Massa -
7 Alimentação da bateria Entrada 8 Alimentação da bateria Entrada
Pino n.º Descrição Admissão/saída
1 +ve para sensor Hall do accionador Entrada
2 Não é usado -
3 Motor passo-a-passo Saída
4 Sensor Hall - Sinal A Entrada
5 Não é usado -
6 Não é usado -
Mensagens do bus CAN
O bus CAN é uma rede de difusão de alta velocidade ligada entre vários módulos de comando do veículo. Permite o intercâmbio rápido de dados entre os módulos de comando com alguns microssegundos de intervalo. O bus inclui dois fios eléctricos, torcidos para minimizar as interferências electromagnéticas (ruído) produzidas pelas mensagens da CAN. Para mais informações, consulte a Communications Network (418-00 Module Communications Network)
O módulo de comando do diferencial traseiro electrónico está ligado ao bus CAN, através do módulo de comando da caixa de transferência, e controla o funcionamento do diferencial usando as mensagens da CAN provenientes de outras unidades de comando da rede. Alguns dos principais sinais recebidos pelo módulo de comando dizem respeito à velocidade das rodas, ao ângulo da direcção, à velocidade da transmissão automática, às informações sobre a temperatura, à configuração do veículo, às relações dos eixos e às admissões dos modos.
O módulo de comando envia também mensagens através do bus CAN, de modo a informar outros módulos de comando da rede do estado do diferencial traseiro electrónico. O binário da embraiagem e o estado predefinido do modo são alguns dos principais sinais enviados pelo módulo de comando.
A tabela seguinte mostra as mensagens que podem ser visualizadas no centro de mensagens de um conjunto de instrumentos elevado relativamente ao diferencial traseiro electrónico:
Nos veículos equipados com um conjunto de instrumentos rebaixado, em vez de um centro de mensagens, existirá uma lâmpada de estado, que pode apresentar as seguintes cores:
Amarela - sobreaquecimento Vermelha - avaria, parar o veículo
TERRAIN RESPONSE™
8 Sensor da temperatura do óleo do diferencial Entrada
9 Não é usado -
10 Massa - sensor Hall -
11 Sensor da temperatura do óleo do diferencial Saída
12 Motor passo-a-passo Entrada
13 Sensor da temperatura do motor Saída
14 Não é usado -
15 Não é usado -
16 Sensor da temperatura do motor Entrada 17 Solenóide de travagem do motor Saída 18 Solenóide de travagem do motor Entrada
Mensagem Descrição Melodia
"TRANSMISSION
OVERHEAT" (Sobreaquecimento da transmissão) "SLOW DOWN" (Abrande)
A temperatura do diferencial traseiro atingiu ou está
próxima do limiar de sobreaquecimento. Nenhuma
"TRANSMISSION FAULT" (Avaria na transmissão) "TRACTION REDUCED" (Redução na tracção)
O módulo de comando da caixa de transferência parou de transmitir as mensagens do bus CAN. Passa automaticamente ao diferencial central aberto. Mensagem
visualizada também quando ocorre uma avaria no diferencial traseiro electrónico.
Nenhuma
"TRANSMISSION FAULT" (Avaria na transmissão) "STOP SAFELY" (Pare em
segurança)
Ocorreu uma avaria no diferencial traseiro electrónico.
O sistema Terrain Response™ permite ao condutor seleccionar um programa que proporcionará as melhores definições para a tracção e desempenho, tendo em conta as condições do terreno.
O sistema é controlado por um comando rotativo localizado na consola central.
O sistem utiliza uma combinação de subsistemas do veículo para conseguir as características necessárias no veículo, tendo em conta o terreno em causa. Os seguintes subsistemas compõem o sistema Terrain Response™:
Sistema de controlo do motor
Transmissão automática (se instalada) Caixa de transferência
Sistema de travões Suspensão pneumática.
Cada módulo de comando de um subsistema fornece dados ao programa seleccionado de modo a que o módulo de comando do Terrain Response™ possa verificar se todos os sistemas estão a controlar o sistema de forma correcta. A excepção a esta regra é o módulo de comando do diferencial traseiro electrónico que não envia dados ao sistema Terrain Response™ já que é um sistema secundário do módulo de comando da caixa de transferência. Para mais informações, consulte a Ride and Handling Optimization (204-06 Ride and Handling Optimization)
ASSISTÊNCIA
O óleo usado no diferencial traseiro electrónico é o Castrol SAF-Carbon Mod Plus. O óleo contém aditivos e modificadores de fricção especiais que melhoram o funcionamento dos diferenciais. Não devem ser usados outros óleos no diferencial traseiro electrónico.
Componentes do diferencial traseiro electrónico que podem ser reparados
Vedantes do veio de transmissão Conjunto dos rolamentos de agulhas Dispositivos de fixação/casquilho do chassis Motor passo-a-passo
Sensor da temperatura Módulo de comando e suporte Lubrificante.
DIAGNÓSTICO
O módulo de comando traseiro electrónico pode guardar códigos de avaria, que podem ser recuperados usando o T4 ou uma ferramenta de diagnóstico que utilize o protocolo ISO-14229.
A informação é comunicada através de uma tomada de diagnóstico.
A tomada de diagnóstico permite o intercâmbio de informação entre os vários módulos de comando dos sistemas do bus e o T4 ou outra ferramenta de diganóstico adequada. A informação é comunicada à tomada através de um bus CAN. Isto permite a recuperação de informações de diagnóstico e a programação de determinadas funções com o T4 ou outra ferramenta de diagnóstio adequada.
O módulo de comando do diferencial traseiro electrónico utiliza os códigos de avaria (DTC), relacionados com as avarias eléctricas no diferencial traseiro electrónico.
NOTA:
A = Ligação por fios
Item Referência Descrição
1 - Interruptor da ignição 2 - Ligação por fusível (bateria)
3 - Motor passo-a-passo
4 - Sensor da temperatura do óleo
5 - Módulo de comando do diferencial traseiro electrónico 6 - Fusível (ignição)
