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Anbei die Komponenten des HFWD und deren Funktion.
Das Verstehen des Systems ist ungemein hilfreich beim Aufspüren von Fehlern. Da aber der HFWD für bislang ein dunkler Fleck im WWW ist, hier exklusiv im Landtreff eine Abhandlung.
Elektrische Komponenten und ihre Aufgabe:
Modus-Schalter rechts am Armaturenbrett - Schaltet in Modus "hohes Drehmoment" oder "niedriges Drehmoment"
Dabei werden die beiden Hydromotoren in den Vorderrädern parallel oder seriell betrieben. Parallel betrieben bedeutet hierbei hohes Drehmoment.
Kupplungsschalter - registriert die Absicht des Fahrers zu halten und schaltet den Frontantrieb aus, solange das Kupplungspedal getreten ist.
Schalter zur Gangerkennung - gibt dem System Auskunft, welche Gänge geschaltet sind.
Gänge, in denen der Schalter funktioniert sind (nicht aufgeführte Gänge = automatisch HFWD AUS):
>>>gilt für Synchro-Range Getriebe<<<
"niedriges Drehmoment/Vorwärts" 1, 2, 3, 4, 5, 6 also bis max. 14,2 km/h (mit 16.9-38 )
"niedriges Drehmoment/Rückwärts" 1, 2
"hohes Drehmoment/Vorwärts" 1, 2, 3, 4 also bis max. 8,7 km/h (mit 16.9-38 )
"hohes Drehmoment/Rückwärts" 1, 2
Hydraulische Komponenten:
Hauptsteuerventil - befindet sich hinter der Haupthydraulikpumpe und wird auch direkt von dieser mit Drucköl versorgt.
Im Ventilblock sind enthalten (vergl. Bild "HFWD-Hauptsteuerventil")
(A) - Überdruckventil (eingestellt auf 186bar)
(B) - Drucküberwachungsventil (prüft ob andere Verbraucher viel Öl benötigen und gibt diesen Vorrang vor dem Frontantrieb)
(C) - Rücklauf-Regelventil "bypass" (sorgt dafür, daß Rücklauföl des HFWD zum Pumpeneinlaß zurückgeführt wird)
(D) - Fahrtrichtungsventil (drei mögliche Positionen, vorwärts-neutral-rückwärts, geregelt über drei Magnetventile H)
(E) - Neutralventil (verbindet die Druckpassagen des HFWD mit dem Sumpf, wenn der Frontantrieb AUS ist)
(F) - Entlastungsventil (in Modus "Seriell" niedriges Drehmoment, kann es bei voll eingeschlagener Lenkung vorkommen, daß durch die höhere Geschwindigkeit des äußeren Rades, plötzlich der Hydromotor beginnt Öl zu pumpen - dieses Öl wird dann in den Rücklauf entlastet)
(G) - Umschaltventil (Drehmomentventil) (schaltet die Hydromotoren entweder in seriellen oder in parallelen Betriebsmodus)
(H) - Pilotventile (Magnetventile) (sorgen für das logische Zusammenspiel zwischen el. Schalterstellungen und daraus beabsichtigtem Effekt z.B.>>vorwärts-seriell<<)
Verteilerventil - befindet sich direkt an der Innenseite der Frontantriebe (je 1 pro Seite)
(A) - Vorwärtsfahrt
(B) - Rückwärtsfahrt
(C) - Steuerkanal
(D) - Passage zum Bremskolben
(E) - Ventilsitz (bildet zusammen mit der Kugel >H< ein Wechselventil)
(F) - Ventilkugel
(G) - Passage zur unteren Hälfte der Hydromotor-Ventilplatte
(H) - Passage zum unteren Achsschenkelbolzen
(I) - Entlastungsentil (verhindert ansteigenden Öldruck über 3,8bar, bei Druckölleckagen innerhalb des Antriebsgehäuses)
(J) - Passage zur oberen Hälfte der Hydromotor-Ventilplatte
(K) - Passage zum oberen Achsschenkelbolzen
Funktionsweise = Je nach Stellung des Fahrtrichtungsventils kommt entweder bei (K) oder (H) an und versorgt von dort aus die Ventilplatte der Hydromotoren. Rücklauföl tritt auf der gegenüberliegenden Seite der Ventilplatte wieder aus und verlässt das Verteilerventil wieder an (H) oder (K).
Bei diesem Vorgang bewirkt die Ventilkugel (F) unabhängig von der Fahrtrichtung, immer eine Druckölversorgung des Bremskolbens innerhalb des Planetentriebes.
ANTRIEB:
Der hydrostatische Frontantrieb an historischen John Deere Frontantriebsachsen (HFWD)
(vergl.mit Bild "HFWD_finaldrive_SW.jpg")
A - Druckplatte der Planetenbremse
B - Ölkanal zur Versorgung der Druckkolben der Planetenradbremse
C - Ölkanal im Achsschenkelbolzen
D - Leckölschlauch Richtung Hauptventil
E - Druckschlauch (vorwärts) vom Hauptventil kommend
F - Ölkanal Richtung (B)
G - Entlastungsventil (verhindert zu hohen Gehäusedruck bei interner Leckage)
H - Verteilerventil
I - unterer Achsschenkelbolzen
J - Rücklaufschlauch (bei vorwärts) zum Hauptventil
K - Kolben des Hydromotors
L - Schrägscheibe (keine Taumelscheibe weil der Winkel unveränderbar ist)
M - Wird immer Motorgehäuse genannt, ist aber in Wirklichkeit das was wir als Radnabe kennen
N - Zylindergehäuse (Revolvertrommel) = Heimat der Kolben (K)
O - Bremskolben (hat nichts mit einer Vorderradbremse zu tun)
P - Bremskolbengehäuse (großer Teller mit Bohrungen für die Bremskolben O)
Q - Bremsgehäuse (wie gesagt, hat nichts mit einer Vorderradbremse zu tun)
R - Planetenrad (-räder) des inneren, großen Planetentriebes
S - Antriebswelle und gleichzeitig Sonnenrad des äußeren Planetentriebes
T - Planetenrad (-räder) des äußeren, kleinen Planetentriebes
U - Sonnenrad des äußeren Planetentriebes und gleichzeitig Antriebswelle (siehe S)
V - Zahnkranz des äußeren Planetentriebes
W - Zahnkranz des inneren Planetentriebes
X - Gehäuse
Funktion:
Drucköl wird über Schlauch (D) über den Kanal des Achsschenkelbolzens der Motorventilplatte zugeführt.
Die Kolben (K) des Hydromotors fahren nacheinander aus und drücken auf die Schrägscheibe (L).
Dieses bewirkt, daß sich der Hydromotor zu drehen beginnt. Öl, welches beim Einfahren der Kolben verdrängt wird, fließt dann über den unteren Teil der Ventilplatte, das Verteilerventil und den Rücklaufschlauch zurück zum Hauptventil.
In der Antriebswelle des Hydromotors steckt die Welle (S), an deren äußeren Ende sich das Sonnenrad (U) befindet. Somit überträgt die Antriebswelle die Drehung des Motors auf den äußeren Planetentrieb.
Dabei wird hohe Drehzahl reduziert und in ein höheres Drehmoment umgewandelt. Der Zahnkranz (V) des äußeren Planetentriebes sitzt fest im Radgehäuse (X).
Da sich der Träger der Planetenräder an keinem feststehenden Bauteil abstützt, beginnt der Planetenradträger zu drehen und treibt über ein Doppelzahnrad den inneren Planetentrieb an.
Hier wird nun durch die Untersetzung des inneren Planetentriebes zum zweiten mal Drehzahl in Drehmoment umgewandelt.
Bis zu diesem Punkt hat sich das Vorderrad noch keinen Millimeter bewegt, was sich jedoch jetzt an dieser Schlüsselposition ändern wird.
Immer wenn Drücköl für die Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt vorhanden ist, dann werden die Bremskolben (O) ausgefahren und diese drücken den Zahnkranz (W) ins Bremsgehäuse (Q).
Das ist nun der Moment, wo der zunächst noch frei drehende Planetentrieb all seine Kraft über das Bremsgehäuse an das Radgehäuse überträgt. Die Planetentriebe werden gegen das Radgehäuse abgebremst und ihre Bewegung wird auf das Rad übertragen.
Anmerkung:Nun, bei näherer Betrachtung stellen wir also fest, daß die Planetenbremse im Frontantrieb eigentlich eine Kupplung ist.
Mit dieser Erkenntnis, denn mit rutschenden Kupplungen kennen wir uns ja alle einigermaßen aus, können wir uns verschiedene Gründe vorstellen, die eine zufriedenstellende Kraftübertragung verhindern könnten.
Im kompletten System befinden sich etliche Dichtringe, deren Undichtigkeit sofort Fehler verursachen können. Wer sich im WEB-Ersatzteilkatalog die Zeichnungen betrachtet, wird sofort sehen wo die neuralgischen Punkte sind.
Hier nochmal die Gründe für schlechten Vortrieb
Gründe für generell niedriges Drehmoment an den HFWD-Vorderrädern:
1. Getriebeölfilter verstopft
2. Planetenradbremse rutscht (9 Kolben des äußeren Planetensatzes)
3. Hochdruckleckage an den Hydromotoren
4. Pumpe defekt oder Systemdruck zu niedrig
5. falsche Wahl des Betriebsmodus
Keine Veränderung bei Betätigung des Modus- bzw. Drehmomentschalters:
1. Magnetspule des Drehmomentventils - kein Signal oder Spule defekt
2. Ventilschieber des Magnetventils - klemmt oder O-Ring defekt
3. Feder stellt das Drehmomentventil nicht mehr zurück (z.B. gebrochen)