Конструкція та принцип роботи муфти повного приводу Haldex

Муфта Haldex є основним компонентом системи повного приводу, що підключається, що забезпечує контрольовану передачу крутного моменту, величина якого залежить від ступеня стиснення муфти. У більшості випадків цей пристрій передає момент, що крутить, з передньої осі на задню вісь автомобіля. Механізм розташований у корпусі диференціалу заднього моста. Розглянемо принцип роботи, складові муфти Haldex, характеристики кожного покоління, їх плюси та мінуси.

Як працює муфта

Розберемо принцип роботи з прикладу системи 4Motion. Цей повний автоматичний привід встановлюється на автомобілі Volkswagen. Основні режими роботи муфти Халдекс:

1. Початок руху - автомобіль починає рухатися або прискорюватися, на задню вісь надходить великий момент, що крутить. Фрикціони муфти в цьому випадку повністю стиснуті, а клапан, що регулює, закритий. Регулюючий клапан - елемент системи керування, положення якого визначає тиск у фрикційних дисках. Розмір тиску залежно від режиму роботи муфти коливається від 0% до 100%.
2. Початок руху з пробуксовкою коліс - автомобіль починає рух з пробуксовкою передніх коліс, тоді весь момент, що крутить, передається на задні колеса. Якщо прослизає лише одне переднє колесо, то спочатку спрацьовує електронне блокування диференціала, а потім входить у роботу муфта.
3. Рух із постійною швидкістю - швидкість не змінюється під час руху, тоді регулюючий клапан відкривається і фрикціони муфти стискаються з різним зусиллям (залежно від умов руху). Задні колеса наводяться лише частково.
4. Рух із прослизанням коліс - швидкість обертання коліс автомобіля визначається за сигналами датчиків та блоку управління ABS. Регулюючий клапан відкривається або закривається залежно від того, яка вісь та які колеса ковзають.
5. Гальмування - коли автомобіль сповільнюється, муфта повністю розтискається, відповідно, клапан відкритий. У цьому режимі момент, що крутить, не передається на задню вісь.

Як влаштований Халдекс

Розглянемо основні складові муфти Haldex:

• Пакет фрикційних дисків. Складається з фрикційних дисків з підвищеним коефіцієнтом тертя та сталевих дисків. Перші мають внутрішнє з'єднання з маточкою, другі - зовнішнє з'єднання з барабаном. Чим більше дисків у пакеті, тим більше момент, що передається. Диски стискаються поршнями під впливом тиску рідини.
• Електронна система керування. Вона, у свою чергу, складається з датчиків, блоку управління та виконавчого механізму. Вхідні сигнали в систему управління муфтою надходить від блоку управління ABS, блоку управління двигуном (обидва блоки передають інформацію по шині CAN) та датчика температури олії. Ця інформація обробляється блоком керування, який генерує сигнали для виконавчого механізму - регулюючого клапана, від якого залежить ступінь стиснення дисків.
• Гідравлічний акумулятор і гідравлічний насос підтримують тиск олії в муфті в межах - 3 МПа.

Розвиток муфт Haldex

Нині є п'ять поколінь Haldex. Давайте подивимося на характеристики кожного покоління:

1. Перше покоління (з 1998 р.). Основа муфти - це механізм, що визначає різницю оборотів валів, що йдуть на передню та задню осі автомобілів. Механізм блокується при ковзанні провідної осі.
2. Друге покоління (з 2002 р.). Принцип роботи не змінився. Зроблено лише технічні доробки: розміщення в один корпус із заднім диференціалом, електрогідравлічний клапан був замінений на електромагнітний клапан (для збільшення швидкодії), модернізований електронасос, встановлений масляний фільтр, що обслуговується, збільшено кількість масла.
3. Третє покоління (з 2004 р.). Основна зміна конструкції – більш продуктивний електронасос та зворотний клапан. Тепер пристрій можна заблокувати за допомогою електроніки. Через 150 мілісекунд механізм повністю заблоковано.
4. Четверте покоління (з 2007 року). Принцип роботи не змінився. Конструктивні перетворення: тиск у гідросистемі механізму тепер створює потужний електронасос, муфта керується лише електронікою, пристрій четвертого покоління встановлюється лише на машини із системою ESP. Основна відмінність полягає в тому, що різні швидкості на передній та задній осях більше не є умовою включення муфти.
5. П'яте покоління (з 2012 р.). Принцип роботи не змінився. Особливості конструкції Haldex останнього покоління: насос працює постійно, фрикціони з електричним або гідравлічним керуванням, механізм можна замінювати окремо. Основна відмінність – більш високий рівень якості комплектуючих.

Плюси та мінуси муфти

Переваги:

• мінімальний час реакції (наприклад, муфта в'язка дозволяє колесам спочатку прослизати, а потім блокуватися);
• мінімальні розміри;
• можна комбінувати із системами протиковзання;
• дозволяє уникнути великих навантажень на трансмісію при паркуванні та маневруванні автомобіля;
• електронне керування.

Недоліки:

• невчасне створення тиску у системі (1-е покоління);
• вимикання муфти після закінчення втручання електронних систем (1-е та 2-ге покоління);
• без центрального диференціала, тому задній міст не може обертатися швидше за переднє (муфти четвертого покоління);
• без фільтра, в результаті необхідна часта заміна масла (п'яте покоління);
• Електронні елементи зазвичай менш надійні, ніж механічні.

Четверте покоління агрегатів Haldex - одна з найбільш ідеальних систем повного приводу, що підключаються. Це зчеплення використовується на чудовому Bugatti Veyron. Механізм став популярним завдяки простоті, надійності та якісному електронному управлінню. Пам'ятайте, що зчеплення Haldex широко застосовується не тільки в автомобілях Volkswagen (наприклад, Golf, Transporter, Tiguan), але і в інших автомобілях: Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab та інших.