Халдекс 5 поколения принцип работы

Что такое Haldex, как он работает и чем отличается 1-5 Gen

Долго искал в интернете сравнение всех поколений Haldex с описанием их устройства и принципов работы. Нашел много информации, но вся она была разбросана по разным статьям итд… И вот я решил собрать общую информацию, без особых подробностей но так, что-бы было понятно…
Понеслась))):

История применения муфт в межосевом приводе.

При конструировании первых автомобилей с двумя ведущими осями возник вопрос о том, какой тип межосевого привода использовать на той или иной машине – дифференциальный или блокированный (без межосевого дифференциала). На тракторах и специальных автомобилях высокой проходимости, предназначенных для постоянной эксплуатации на слабых грунтах, стали применять блокированный привод. Но тут возникла проблема управляемости: машина с блокированным приводом неохотно поворачивает. К тому же, даже трактору иногда хочется «прохватить» по асфальту. Следовательно, нужно было предусмотреть механизм быстрого отключения/подключения второй ведущей оси. Легче всего это было реализовать с помощью сцепной зубчатой (или кулачковой) муфты, соединяющей валы в раздаточной коробке и механического привода к ней, который шофер задействовал вручную. Данный способ надежен, прост в эксплуатации и используется до сегодняшнего дня.
Но конструкторская мысль не стоит на месте и для облегчения жизни шофера конструкторы начали думать, как сделать отключение/подключение второй оси автоматическим.

Первые автоматические механизмы.

Сначала был использован механизм автоматического действия, представляющий собой две роликовые муфты свободного хода. Одна из них работала при переднем, а другая при заднем ходе автомобиля.
В первых конструкциях устанавливались раздаточные коробки с автоматическим отключением переднего моста на твердых дорогах.
В режиме работы машины на слабых грунтах муфта была нормально замкнута, а во время движения на твердой дороге при прохождении поворота числа оборотов передних колес и приводного вала переднего моста соответственно превышали числа оборотов задних колес и приводного вала заднего моста, роликовая муфта автоматически размыкалась, отключала привод переднего моста и машина (трактор) становилась заднеприводной.
Но чтобы не ждать поворота, для обеспечения быстрого и стабильного рассоединения муфт на дорогах с твердым покрытием и обеспечить стабильное отключение переднего моста и при прямолинейном движении, передаточное число переднего моста было сделано больше, чем заднего, в результате передний приводной вал стал вращаться от колес с числом оборотов больше, чем у заднего вала на 4-8%, при выезде на сухую дорогу передняя ведущая ось отключалась от трансмиссии (передние колеса «уезжали» от задних) и машина (трактор) двигалась ведущими колесами задней оси (осей). А подключался передний мост тогда, когда тяговой силы задней оси становилось недостаточно для движения машины (на слабых грунтах), задние колеса начинали пробуксовку, скорость вращения вала, идущего к задним колесам становилась выше, чем вала, вращающего передние, в результате муфта замыкалась.
Данная конструкция была применена, например, на американских трехосных автомобилях «RIO», «GMC» и «INTERNATIONAL» выпуска 50-х годов.
А вот в американском грузовом автомобиле «Мармон Херрингтон» для автоматического подключения переднего моста использовалась храповая муфта свободного хода, которая была нормально разомкнута, а включение ее происходило под действием осевых сил, возникающих в косозубом зацеплении шестерен при пробуксовке колес задней оси. По схожей схеме было выполнено подключение второй ведущей оси в раздаточных коробках Ярославского завода 50-х годов выпуска. Основным недостатком данных конструктивных схем являлось то, что передний ведущий мост подключался только после пробуксовки задних колес, что при предельной загруженности машины и высоком коэффициенте сцепления сопровождалось значительной перегрузкой задних мостов, а принудительно подключить передний ведущий мост для более равномерного распределения тяговой силы между ведущими мостами не представлялось возможным.

Эра вискомуфт.

Следующий этап развития идеи автоматического подключения второй ведущей оси с помощью муфт наступил с начала 80-х годов прошлого века, когда для подключения привода второй ведущей оси производители стали использовать вискомуфты. Это позволило конструировать полноприводные легковые автомобили на базе обычных серийных моноприводных моделей. Впервые данное решение при серийном производстве автомобилей применила западногерманская фирма Steyer-Daimler-Puch, разработавшая для фирмы Фольксваген систему автоматического включения второй ведущей оси у полноприводного варианта микроавтобуса Caravelle Syncro . Вискомуфты отличались «мягкостью» срабатывания, что избавляло трансмиссии от ударных нагрузок, а из-за того, что кинематический радиус передних ведущих колес всегда немного меньше, чем задних, на заднюю ведущую ось постоянно перераспределялся крутящий момент, величина которого возрастала при мощном старте и иных режимах движения, когда возникала пробуксовка передних колес.
Например, у Гольф-2 синхро вискомуфта в вязкостном режиме могла передавать на заднюю ось крутящий момент до 50%, а при торможении задний привод отключался муфтой свободного хода, чтобы исключить возможность более ранней блокировки передних колес. А поскольку задом тоже иногда надо ездить в режиме 4х4, конструкторы предусмотрели дополнительную блокировку муфты свободного хода механической муфтой с электровакуумным приводом.
Но настоящими виско-кудесниками были японские автоинженеры. Так, на автомобиле SubaruRexTwinVisco в задней оси были установлены сразу две вискомуфты, которые соединяли полуоси с главной передачей и одновременно выполняли функции дифференциала повышенного трения задней оси и включения привода на нее. А на Nissan Pulsar 4WD конструкторы установили сразу три вискомуфты: одна включала привод на заднюю ось, а две других осуществляли блокировку переднего и заднего межколесных дифференциалов.
Но у вискомуфт имелся существенный недостаток – они мешали работе АБС и ими было невозможно управлять через комп. Тотальный контроль над машиной через комп – вот к чему сейчас стремится мировой автопром. А для этого идеально подходили сцепные многодисковые фрикционные муфты, имеющие гидравлические или электромагнитные механизмы управления.

Короткая передача на Русском о разных типах полного привода.

Натыкаясь на очень большое количество ошибочных заключений по работе муфты Haldex на полноприводных автомобилях я решил написать эту статью. Больше всего меня расстраивают автомобильные журналисты, включая авторитетные российские издания, которые зачастую пишут полную чепуху до конца не разобравшись в принципе устройства муфты.
Самая распространенная ошибка заключается в том, что большинство путает принципиальное устройство муфт разных поколений. Для понимания принципа работы мы воспользуемся официальной документацией VAG используемой для самообучения своих сотрудников. Ссылки я привожу в конце статьи.
Для начала поймем общий принцип работы подключаемого полного привода (обозначаемый как AWD). Главным отличием подключаемого полного привода от постоянного полного является отсутствие центрального дифференциала. Это означает, что при стандартных условиях большая часть крутящего момента передается на одну ось (в случае Haldex — на переднюю), а при необходимости подключается задняя ось.
Серьезное заблуждение заключается в неправильном понимании распределяемого момента. Чаще всего путают степень распределения крутящего момента и процент блокировки муфты. Итак, в случае с подключаемым полным приводом муфта может блокироваться в пределах от 0 до 100%, при этом во всех поколениях муфты Haldex присутствует небольшое давление в гидросистеме, которое обеспечивает 5-10% предварительной блокировки муфты. Это сделано для того, чтобы убрать зазоры между дисками сцепления в муфте и ускорить процесс блокировки муфты.
При этом следует понимать, что передаваемый на оси крутящий момент может распределяться в пределах от 100:0 (весь момент подается только на переднюю ось) до 50:50 (крутящий момент распределяется на переднюю и заднюю оси поровну). Это означает, что на заднюю ось невозможно подать бОльший крутящий момент, чем на переднюю.
При этом также важно (!) понимать, что при любом распределении момента по осям собственно потери крутящего момента НЕ ПРОИСХОДИТ. Он всегда передается в полном объеме, но разные его доли подаются на переднюю и заднюю оси.

Haldex 1 поколение (с 1998 года)

В основе работы муфты лежит механизм, который определяет разницу в скорости вращения валов идущих к передней и задней оси автомобиля. Это означает, что муфта блокируется в зависимости от степени пробуксовки колес на ведущей (передней) оси.
Именно эта особенность работы муфты породила множество негативных отзывов, связанных с тех, что поведение автомобиля на сколькой дороге было неоднозначным и выражалось во внезапном подключении задней оси автомобиля, что особенно заметно при поворотах, когда недостаточная поворачиваемость резко превращалась в избыточную.
За степень блокировки муфты отвечает дифференциальный гидравлический насос: кулачковые шайбы обкатываясь по волнообразной рабочей поверхности толкают поршни насосов, которые накачивают масло в исполнительный цилиндр, который в свою очередь сжимает пакет дисков сцепления.

Полноприводная трансмиссия с муфтой Haldex V (Халдекс 5)

Наткнулся на споры и различия между 4 и 5 поколениями и дабы не искать в инете информации по новой 5 муфте решил все выкладки добавить в свой блог.

Муфта полного привода размещена в корпусе задней главной передачи. С помощью муфты полного привода производится управляемая передача крутящего момента от передней к задней оси автомобиля. Величина крутящего момента, передаваемого муфтой на заднюю ось, определяется степенью замыкания муфты.

Особенности конструкции:
• Для крутящего момента двигателя до 380 Н·м.
• Крутящий момент, передаваемый на заднюю ось до 3600 Н·м.
• Фрикцион с электрическим/гидравлическим управлением.
• Заменяется отдельно.
• Постоянно работающий насос.

Устройство муфты

Муфта полного привода поколения V состоит из следующих узлов:

Муфта полного привода поколения V и предыдущая модель имеют одинаковый принцип действия — передача крутящего момента с помощью пакета фрикционных дисков.

Не совсем корректно говорить, что «Халдекс» подключает заднюю ось. Даже при отличном сцеплении колес с дорогой на корму все равно перетекает до 10% крутящего момента. Это своего рода «преднатяг». Зачем он нужен? Чтобы система всегда была наготове и при необходимости молниеносно перебросила тягу – ведь от быстроты срабатывания зависят управляемость и вездеходные качества.

Принцип действия «Халдекса» не менялся на протяжении нескольких десятилетий, но с каждым поколением муфта становилась технологичнее и компактнее, работала быстрее и точнее . На ведущие диски приходит крутящий момент от двигателя, а ведомые связаны с приводами задней оси. Гидравлические приводы по команде электроники сжимают пакет дисков, – чем крепче они сцепляются, тем больше тяги может быть переброшено назад при проскальзывании передних колес. И крутящий момент, передаваемый на вторую пару колес, изменяется плавно.

В трансмиссии новых моделей появилась более совершенная муфта – пятого поколения. Основные изменения произошли в гидравлической системе, которая под контролем электроники сжимает и разжимает диски.

В четвертом «Халдексе» электронасос создавал рабочее давление жидкости (до 30 бар), а управляющий электромагнитный клапан ограничивал ее подачу к кольцевому поршню, сжимающему пакет дисков. Чем больше жидкости перепускал клапан, тем плотнее прижимались друг к другу диски и тем более высокий крутящий момент мог передаваться на заднюю ось.

В муфте пятого поколения насос снабдили центробежным регулятором, который отмеряет нужное рабочее давление в системе. При вращении рычаги регулятора под действием центробежной силы расходятся и перекрывают каналы, по которым масло сливается в поддон. При этом давление в системе растет, поршень начинает сжимать диски. Если требуется разблокировать муфту, автоматика снижает обороты электромотора, рычаги возвращаются в исходное положение, клапаны открываются и давление падает.

По сути, центробежный регулятор заменил две детали: управляющий электромагнитный клапан и гидроаккумулятор, необходимый для поддержания давления.

Правда, для страховки ввели компактный предохранительный клапан – он открывается и стравливает излишки масла в резервуар, когда давление поднимается выше 44 бар.

Новые узлы:
• предохранительный клапан;
• втулка с масляными каналами.
Изменённые узлы по сравнению с муфтой полного привода поколения IV:
• насос муфты полного привода V181;
• блок управления полного привода J492;
• корпус.
Следующие узлы муфты полного привода поколения IV на новой муфте отсутствуют:
• аккумулятор давления;
• клапан управления замыкания муфты N373;
• масляный фильтр.

Читайте также  Раздатка на Ниву шевроле принцип работы

Насос муфты полного привода V181

Конструктивно насос муфты полного привода V181 представляет собой поршневой насос со встроенным центробежным регулятором. Он создаёт давление в гидросистеме муфты и регулирует его. Блок управления полного привода J492 постоянно удерживает насос включённым.

Поршневой насос

Поршневой насос приводится валом от электродвигателя. Установленный под углом упорный шарикоподшипник (качающаяся шайба) поочерёдно нажимает подпружиненные поршни шести цилиндров.
При вращении барабана насоса поршни совершают возвратно-поступательное движение.
Масло засасывается в камеры и подаётся затем от стороны нагнетания к кольцевому поршню и во внутреннюю часть центробежного регулятора.

Центробежный регулятор

Встроенный центробежный регулятор состоит из центробежных рычагов и центробежных клапанов (шариков). Он регулирует создаваемое насосом давление масла.
При вращении рычаги регулятора под воздействием центробежной силы отжимаются наружу. При этом они прижимают шарики клапанов к их сёдлам.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан служит для защиты деталей и узлов от повышенного давления. Когда создаваемое насосом полного привода V181 давление превышает 44 бара, давление масла становится больше прижимающего усилия пружины.
Пружина сжимается и шарик предохранительного клапана отходит от седла. Через открывшееся отверстие масло муфты возвращается в масляный поддон.

Регулирование

Давление масла создаётся и устанавливается на соответствующем уровне в результате совместной работы поршневого насоса и центробежного регулятора. Результирующее давление масла подаётся на кольцевой поршень.
Кольцевой поршень сжимает пакет дисков фрикциона с различной силой. Величина усилия
сжатия определяет передаваемый на заднюю ось крутящий момент.

Давление на низких оборотах

При небольшой частоте вращения электродвигателя насоса давление масла на кольцевой поршень не подаётся.
Центробежные рычаги пока не могут создавать никакого усилия на шариках клапанов.
Перекачиваемое насосом масло через открытые шариковые клапаны стекает обратно в масляный поддон.

Давление на средних оборотах

При увеличении частоты вращения электродвигателя в кольцевом цилиндре создаётся
давление масла. Центробежные рычаги прижимают шарики клапанов к сёдлам. Создаваемое давление масла слегка отжимает шарики назад.
Устанавливается равновесие между центробежными усилиями и гидравлическим давлением. По мере дальнейшего повышения частоты вращения увеличивается и давление на кольцевой поршень, а с ним и передаваемый муфтой крутящий момент.

Давление на высоких оборотах

При очень высокой частоте вращения электродвигателя центробежные рычаги прижимают
шарики клапанов с таким большим усилием, что на кольцевой поршень действует недопустимо высокое давление.
При превышении значения рабочего давления в 44 бара открывается предохранительный клапан. Тем самым рабочее давление уменьшается, масло стекает обратно в масляный поддон.

Снижение давления при уменьшении оборотов

При снижении частоты вращения электродвигателя сила нажатия центробежных рычагов на шарики клапанов уменьшается. Через образующийся зазор масло перетекает в масляный поддон.
Рабочее давление масла уменьшается. Между центробежными усилиями и гидравлическим
давлением вновь устанавливается равновесие.

Калибровка характеристики давление-ток

После каждой замены насоса муфты и блока управления необходимо выполнять базовую установку. В ходе такой базовой установки привод муфты сначала прокачивается, после чего калибруется на 0 и на 44 бар. В результате этой калибровки устанавливается, какая сила тока требуется для поддержания определённого давления.
Блок управления насоса использует эту характеристику (которая не является линейной), чтобы определить значение тока, необходимого для реализации крутящего момента, передаваемого на заднюю ось в той или иной динамической ситуации.
При сбое базовой установки устанавливаются значения по умолчанию, заданные производителем. Прокачка и калибровка выполняются автоматически в ходе каждой поездки.

Схема системы управления

Управление муфтой полного привода осуществляется блоком управления по заложенной в нём динамической модели. Важные для регулирования сигналы, такие как скорость вращения колёс, положение автомобиля и испытываемое им ускорение, поступают от блока управления ABS J104. Другие сигналы, например, развиваемый общий крутящий момент, поступают от блока управления двигателя J623.

Сигналы движения в повороте регистрируются датчиком угла поворота рулевого колеса и передаются блоком управления усилителя рулевого управления J500.

Через межсетевой интерфейс поступают также сигналы от блока Mechatronik КП DSG J743 и блока управления комбинации приборов J285.

Борьба за миллиметры и килограммы (кстати, пятый «Халдекс» легче предшественника на 1,7 кг) оправданна лишь в том случае, если не идет в ущерб надежности. Не уверен, что был смысл отказываться от столь важной детали, как масляный фильтр. Ведь четвертый «Халдекс» имел фильтр – а в пятом его нет! Вряд ли диски и прочие вращающиеся детали стали покрывать неким волшебным материалом, который полностью исключает их изнашивание. А куда деваться продуктам износа? Накопившаяся в масле «стружка» может нарушить работу нежных гидравлических механизмов, а ремонт муфты обходится недешево. К тому же смазку теперь рекомендуют менять не каждые 60 000 км, а раз в три года. Многие автомобилисты за это время накатывают и по 100 тысяч!

Покурив бегло форум Volvo
я увидел следующую картину на насосе:

Думаю стоит слазить и посмотреть и поменять масло на 20 тыс пробега

Совет специалиста по муфтам 71miha71 Михаил: «Но все же обслуживание по муфтам — нужно, слабое место как и раньше, — сам насос.
По муфтам 5-го поколения, — желательно после периода обкатки, — 5-7 тыс км, — снять насос, промыть приемную сетку насоса, промыть продукты после притирки муфты. Иначе забитая приемная сетка насоса, — не даст нормальной циркуляции масла, насос получит масляное голодание, и сгорит, проблема существует.»

Итог пока печальный, первые генерации насосов показали себя с плохой стороны, меняются по гарантии в районе 10-60 тыс км или уже чистятся без съема с машины и дальше ходят.

Источники SSP_515 VAG, за рулем.
а также форумы по данному вопросу:

Устройство муфты полного привода VAG пятого поколения

Муфту полного привода ранее называли «Haldex пятого поколения» — по имени компании, которая ее производила. Сейчас Haldex в названии использовать нельзя т.к. в 2011 году трансмиссионное подразделение компании Haldex AB было куплено компанией BorgWarner. Производство муфт полного привода осталось на том же месте, на том же оборудовании, но официальное название теперь — BorgWarner.

Муфта полного привода поколения V размещена в корпусе задней главной передачи. С помощью муфты полного привода производится управляемая передача крутящего момента от передней к задней оси автомобиля. Величина крутящего момента, передаваемого муфтой на заднюю ось, определяется степенью замыкания муфты.

Особенности конструкции
— Для крутящего момента двигателя до 380 Нм.
— Крутящий момент, передаваемый на заднюю ось до 3600 Нм.
— Фрикцион с электрическим/гидравлическим управлением.
— Заменяется отдельно.
— Постоянно работающий насос.
Замена масла раз в 3 года, без ограничения по пробегу.

Подробное описание конструкции муфты полного привода

Муфта полного привода поколения V состоит из следующих узлов:

Муфта полного привода поколения V и предыдущая модель (Haldex 4) имеют одинаковый принцип действия — передача крутящего момента с помощью пакета фрикционных дисков.

Новые узлы Haldex 5:
— предохранительный клапан.
— втулка с масляными каналами.

Изменённые узлы Haldex 5 по сравнению с муфтой полного привода поколения Haldex 4:
— насос муфты полного привода V181.
— блок управления полного привода J492.
— корпус.

Следующие узлы муфты полного привода поколения Haldex 4 на новой муфте отсутствуют:
— аккумулятор давления.
— клапан управления замыкания муфты N373.
* масляный фильтр.

Насос муфты полного привода V181

Конструктивно насос муфты полного привода V181 представляет собой поршневой насос со встроенным центробежным регулятором. Он создаёт давление в гидросистеме муфты и регулирует его. Блок управления полного привода J492 постоянно удерживает насос включённым.

Поршневой насос

Поршневой насос приводится валом от электродвигателя. Установленный под углом упорный шарикоподшипник (качающаяся шайба) поочерёдно нажимает подпружиненные поршни шести цилиндров.

Принцип действия
При вращении барабана насоса поршни совершают возвратно-поступательное движение. Масло засасывается в камеры и подаётся затем от стороны нагнетания к кольцевому поршню и во внутреннюю часть центробежного регулятора.

Центробежный регулятор

Встроенный центробежный регулятор состоит из центробежных рычагов и центробежных клапанов
(шариков). Он регулирует создаваемое насосом давление масла.

При вращении рычаги регулятора под воздействием центробежной силы отжимаются наружу. При этом они прижимают шарики клапанов к их сёдлам.

Принцип действия

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан служит для защиты деталей и узлов от повышенного давления. Когда
создаваемое насосом полного привода V181 давление превышает 44 бара, давление масла становится больше прижимающего усилия пружины.

Пружина сжимается и шарик предохранительного клапана отходит от седла. Через открывшееся отверстие масло муфты возвращается в масляный поддон.

Принцип действия

Регулирование

Давление масла создаётся и устанавливается на соответствующем уровне в результате совместной работы поршневого насоса и центробежного регулятора. Результирующее давление масла подаётся на кольцевой поршень.

Кольцевой поршень сжимает пакет дисков фрикциона с различной силой. Величина усилия сжатия определяет передаваемый на заднюю ось крутящий момент.

Давление на низких оборотах

При небольшой частоте вращения электродвигателя насоса давление масла на кольцевой поршень не подаётся.

Центробежные рычаги пока не могут создавать никакого усилия на шариках клапанов. Перекачиваемое насосом масло через открытые шариковые клапаны стекает обратно в масляный поддон.

Давление на средних оборотах

При увеличении частоты вращения электродвигателя в кольцевом цилиндре создаётся давление масла. Центробежные рычаги прижимают шарики клапанов к сёдлам. Создаваемое давление масла слегка отжимает шарики назад.

Устанавливается равновесие между центробежными усилиями и гидравлическим давлением. По мере дальнейшего повышения частоты вращения увеличивается и давление на кольцевой поршень, а с ним и передаваемый муфтой крутящий момент.

Давление на высоких оборотах

При очень высокой частоте вращения электродвигателя центробежные рычаги прижимают шарики клапанов с таким большим усилием, что на кольцевой поршень действует недопустимо высокое давление.

При превышении значения рабочего давления в 44 бара открывается предохранительный клапан. Тем самым рабочее давление уменьшается, масло стекает обратно в масляный поддон.

Снижение давления при уменьшении оборотов

При снижении частоты вращения электродвигателя сила нажатия центробежных рычагов на шарики клапанов уменьшается. Через образующийся зазор масло перетекает в масляный поддон.

Рабочее давление масла уменьшается. Между центробежными усилиями и гидравлическим давлением вновь устанавливается равновесие.

Калибровка характеристики давление-ток

После каждой замены насоса муфты и блока управления необходимо выполнять базовую установку. В ходе такой базовой установки привод муфты сначала прокачивается, после чего калибруется на 0 и на 44 бар. В результате этой калибровки устанавливается, какая сила тока требуется для поддержания определённого давления. Блок управления насоса использует эту характеристику (которая не является линейной), чтобы определить значение тока, необходимого для реализации крутящего момента, передаваемого на заднюю ось в той или иной динамической ситуации.

При сбое базовой установки устанавливаются значения по умолчанию, заданные производителем.
Прокачка и калибровка выполняются автоматически в ходе каждой поездки.

Схема системы управления

Управление муфтой полного привода осуществляется блоком управления по заложенной в нём динамической модели. Важные для регулирования сигналы, такие как скорость вращения колёс, положение автомобиля и испытываемое им ускорение, поступают от блока управления ABS J104. Другие сигналы, например, развиваемый общий крутящий момент, поступают от блока управления двигателя J623.
Сигналы движения в повороте регистрируются датчиком угла поворота рулевого колеса и передаются блоком управления усилителя рулевого управления J500.
Через межсетевой интерфейс поступают также сигналы от блока Mechatronik КП DSG J743 и блока управления комбинации приборов J285.

Обозначения:
G28
Датчик числа оборотов двигателя
G44 Датчик частоты вращения заднего правого колеса
G45 Датчик частоты вращения переднего правого колеса
G46 Датчик частоты вращения заднего левого колеса
G47 Датчик частоты вращения переднего левого колеса
G79 Датчик положения педали акселератора
G85 Датчик угла поворота рулевого колеса
G200 Датчик поперечного ускорения
G202 Датчик скорости поворота (вокруг вертикальной оси)
G251 Датчик продольного ускорения
G476 Датчик положения педали сцепления
J104 Блок управления ABS
J285 Блок управления комбинации приборов
J492 Блок управления полного привода
J500 Блок управления усилителя рулевого управления
J533 Диагностический интерфейс шин данных
J623 Блок управления двигателя
J743 Блок Mechatronik КП DSG
V181 Насос муфты полного привода

Читайте также  Super select 4wd принцип работы

CAN Привод, CAN Ходовая часть, CAN Комфорт, Провод шины CAN, Кабели датчиков и Кабели исполнительных механизмов см. на схеме.

Если вы не нашли информацию по своему автомобилю — посмотрите ее на автомобили построенные на платформе вашего авто.
С большой долей вероятности информация по ремонту и обслуживанию подойдет и для Вашего авто.

Принцип работы муфты Haldex последних поколений фото и видео

С каждым днем улучшается качество автомобильной электроники и оборудования, появляются новые механизмы и современные системы, которые быстрее и точнее работают и реагируют на различные моменты при движении автомобиля. Вместе с остальным оборудованием и системами развивается и знаменитая муфта Халдекс, в основе которой лежат многодисковые механизмы, а также взаимосвязанные хитрым образом элементы электроники, гидравлики и механики. Муфта Халдекс пятого поколения является на данный момент самой совершенной.

Задачи муфты Халдекс


Весьма интересной является работа полноприводной трансмиссии с самой совершенной межосевой муфтой Халдекс последней версии. Одним из примеров ее работы является съезд с холма, к примеру, тестируемого кроссовера Шкода Йети, когда срабатывает ассистент спуска с холма, включаются в работу тормозные механизмы, о которых можно судить по звукам, напоминающим короткие автоматные очереди, и автомобиль неспешно спускается вниз. Кроме того, заслуживает рассмотрения также муфта «Халдекс» четвертого поколения.

Этот тип муфты, по крайней мере последние ее версии, находятся под электронным управлением и устанавливается перед задним межколесным дифференциалом и осуществляет передачу тяги на задние колеса, тем самым подключая полный привод автомобиля, когда в этом, естественно, присутствует необходимость. Это происходит, к примеру, при движении на скользкой дороге или при начале движения в ложных условиях, чтобы более эффективным КПД использовать крутящий момент, создаваемый двигателем.

Принцип работы

Основной частью муфты Haldex является блок управления, который собирает и анализирует данные со всего автомобиля, включая датчики коробки передач, двигателя, антиблокировачной системы, рулевого управления и других механизмов. При формировании команды, относящейся к исполнительным механизмам муфты, блок управления, или просто — компьютер, принимает во внимание пробуксовку колес, скорость, положение руля, поперечное ускорение, движение накатом или под нагрузкой. Вся эта информация нужна для того, чтобы сложная система полноприводной трансмиссии смогла заранее среагировать на изменение ситуации при движении автомобиля по дороге. К примеру, если автомобиль своими передними колесами попал е скользкую поверхность, то, чтобы его вытащить необходимо, заблокировать муфту и направить на заднюю ось максимум крутящего момента.


Не совсем правильно говорить, что муфта Haldex подключает заднюю ось или полностью блокирует ее, ведь даже в идеальных условиях при великолепном сцеплении колес с дорогой определенный процент (до 10%) крутящего момента передается на корму. Получается, что система всегда работает «в натяжку». Это необходимо для того, чтобы вся система была готова в случае необходимости мгновенно перебросить тягу, равномерно или нужным образом распределить ее между осями автомобиля. От корректной работы этой системы зависят внедорожные качества и управляемость транспортного средства.

Принцип работы муфты Халдекс в корне остается прежним в течение многих лет, хотя сама муфта становится все надежнее, меньше, легче, технологичнее, более точной и быстрой. Так, крутящий момент передается от двигателя на ведущие диски, а ведомые диски соединены с приводами задней оси. Электроника посылает команду гидравлическим приводам сжать пакет дисков, и чем крепче происходит сжатие, тем больший процент тяги может быть передан на заднюю ось во время проскальзывания передних колес. Процесс передачи и распределения крутящего момента происходит плавно.

Сравнение Haldex четвертого и пятого поколений


Как уже выше упоминалось, муфта Халдекс пятого поколения является самой совершенной. По сравнению с муфтой четвертого поколения в новой ее разработке провели изменения в основном в гидравлической системе, основная функция которой сжимать и разжимать диски при непосредственном контроле электроники. В предыдущем поколении муфты подача жидкости к кольцевому поршню под давлением в 30 бар, нагнетаемом электронасосом, ограничивалась управляющим электромагнитным клапаном. Сила сжатия дисков прямо пропорциональна объему жидкости проходящему через клапан и номиналу крутящего момента, передаваемого на задние колеса. Сам же кольцевой поршень участвует в сжатии пакетов дисков.

На изображении слева муфта Халдекс четвертого поколения, а справа пятого.

В последнем поколении муфты электронасос получил центробежный регулятор.

При возникновении центробежной силы рычаги центробежного регулятора раздвигаются и перекрывают каналы для слива масла в поддон. После этого отмечается повышение давления в системе и поршень сжимает диски. При необходимости разблокировать муфту автоматика уменьшает обороты электрического двигателя, рычаги перемещаются в исходное положение, открываются клапаны и каналы, понижается давление, и диски освобождаются от давления поршня. Таким образом, добавленная деталь — центробежный регулятор, заменила управляющий электромагнитный клапан и гидроаккумулятор, используемый для поддержания давления на нужной отметке. Для подстраховки установлен миниатюрный предохранительный клапан, который, при возрастании давления выше 44 бар, сбрасывает лишнее количество масла в резервуар. Муфта пятого поколения работает значительно быстрее.

А вдруг зря облегчили муфту

Практически во всех деталях к автомобилю прослеживается тенденция к меньшему весу и размеру, но это не всегда оправдано, так как зачастую это проходит в ущерб надежности и качеству. Так и муфта Халдекс последнего пятого поколения легче четвертого на 1.7кг. Это произошло в первую очередь за счет отказа от масляного фильтра, который все еще присутствует в четвертой версии. Очень рискованное решение, так как в течение эксплуатации масло стареет, и в нем накапливаются продукты отработки, и поэтому рекомендуют менять масло муфты раз в три года, за которые автомобиль может накатать более 100 000 километров, что, без смены фильтра и масла, может вызвать поломку недешевой в ремонте муфты. Хочется верить, что все детали муфты покрыты долговечным специальным составом с очень длительным периодом эксплуатации и исключающим изнашивание компонентов пятой муфты Халдекса, иначе автомобилисты, использующие данную систему, могут столкнуться с большими неприятностями в результате ее поломки.

Впервые муфты «Халдекс» в серийном варианте начали устанавливать на автомобили в 1998 году. В первую очередь это были автомобили Audi с полным приводом и Volkswagen с поперечно расположенным двигателем. Так сказать «прототипом» муфты Халдекс была вискомуфта, но она уступила свои позиции, так как недостаточно быстро и точно перебрасывала тягу на заднюю ось.

С каждым новым поколением муфты Халдекс последняя становится, как показывает практика, все надежнее, удобнее, технологичнее, быстрее. Система муфты также становится «умнее» по электронике, меньше и легче. Сейчас эту муфту можно найти в автомобилях Skoda, Cadillac, Buggatti, Audi, Opel, Ford, Volkswagen, LandRover и Volvo.

Видео — обзор работы полноприводной муфты «Haldex»

Муфта полного привода Haldex

Муфта Haldex – это основной элемент системы подключаемого полного привода, обеспечивающий управляемую передачу крутящего момента, величина которого зависит от степени замыкания муфты. Как правило, данное устройство передает крутящий момент от передней к задней оси автомобиля. Механизм расположен в картере дифференциала заднего моста. Рассмотрим принцип работы, компоненты муфты Haldex, особенности каждого поколения, а также ее преимущества и недостатки.

  1. Принцип работы муфты
  2. Устройство и основные компоненты
  3. Поколения муфты Haldex
  4. Преимущества и недостатки

Принцип работы муфты

Разберем принцип действия муфты на примере системы 4Motion. Данная система автоматически подключаемого полного привода устанавливается на автомобили Volkswagen. Основные режимы работы муфты Haldex:

  • Начало движения. Когда машина трогается с места или разгоняется, задний мост получает максимальный крутящий момент. Фрикционы муфты при этом максимально сжаты, а клапан управления закрыт. Клапан управления – это компонент системы управления, от положения которого зависит величина давления, приходящегося на фрикционные диски. Величина давления в зависимости от режима работы муфты варьируется от 0% до 100% от максимального значения.
  • Начало движения с проскальзыванием колес. Если начало движения автомобиля сопровождается проскальзыванием передних колес, то весь крутящий момент также передается на задние колеса. Если буксует только одно переднее колесо, то перед муфтой в работу вступает электронная блокировка дифференциала.
  • Движение с постоянной скоростью. Если при движении автомобиля скорость не меняется, то клапан управления открывается, а фрикционы муфты сжимаются с различными усилиями (зависит от условий движения). На задние колеса крутящий момент передается лишь частично.
  • Движение с проскальзыванием колес. Проскальзывание колес автомобиля определяется на основе сигналов датчиков и блока управления ABS. Клапан управления открывается/закрывается в зависимости от того, какая ось и какие колеса буксуют.
  • Торможение. При замедлении машины фрикционы полностью разжимаются, клапан открыт. В этом режиме крутящий момент на задний мост не поступает.

Устройство и основные компоненты

Рассмотрим основные составляющие муфты Haldex:

  • Пакет фрикционных дисков. Включает в себя фрикционные диски (с покрытием, имеющее повышенный коэффициент трения) и стальные диски. Первые имеют внутреннее зацепление со ступицей, вторые – внешнее, с барабаном. Чем больше дисков в пакете, тем больше передаваемый крутящий момент. Сжимаются диски при помощи поршней под действием давления жидкости.
  • Электронная система управления. Она, в свою очередь, состоит из входных сенсоров, блока управления и исполнительного устройства. Входные данные в систему управления муфтой поступают от блока управления ABS, блока управления двигателем (с обоих блоков информация идет по CAN-шине), а также от датчика температуры масла. Эти данные преобразуются блоком управления в сигналы на исполнительное устройство – клапан управления, от которого зависит степень сжатия дисков.
  • Аккумулятор давления и гидравлический насос поддерживают давление масла в муфте на уровне 3 МПа.

Поколения муфты Haldex

На текущий момент существует пять поколений муфты Haldex. Отметим особенности каждого поколения:

  • Первое поколение (с 1998 года). Основа муфты – механизм, определяющий разницу вращения валов, которые идут к переднему и заднему мосту машины. Блокируется механизм во время пробуксовки ведущей оси.
  • Второе поколение (с 2002 года). Принцип работы не поменялся. Произошли только технические усовершенствования: интеграция в один блок с задним дифференциалом, электрогидравлический клапан заменил электромагнитный (система заработала быстрее), обновлен электрический насос, установлен необслуживаемый масляный фильтр, увеличен рабочий объем масла.
  • Третье поколение (с 2004 года). Главное изменение в конструкции – установлен более производительный электрический насос и обратный клапан. Появилась возможность предварительной блокировки устройства электроникой. За 150 миллисекунд осуществляется полная блокировка механизма.
  • Четвертое поколение (с 2007 года). Принцип действия не поменялся. Конструктивные изменения: давление в гидросистеме механизма теперь формирует мощный электронасос, управление муфтой осуществляется только электроникой, устройство четвертого поколения может устанавливаться только на автомобили с системой ESP. Главное отличие – разная скорость на переднем и заднем мостах перестала быть условием для включения муфты.
  • Пятое поколение (с 2012 года). Принцип работы не изменился. Особенности конструкции муфты Haldex последнего поколения: насос работает постоянно, фрикционы с электрическим/гидравлическим управлением, механизм можно заменить отдельно. Основное отличие – более высокое качество элементов.

Преимущества и недостатки

Преимущества муфты Haldex:

  • минимальное время срабатывания (к примеру, вискомуфта допускает проскальзывание колес, и лишь затем блокируется);
  • компактность устройства;
  • возможность совместной установки с системами, которые предотвращают пробуксовку колес;
  • предотвращает сильные нагрузки на трансмиссию во время парковки и маневрирования автомобиля;
  • электронное управление.
  • несвоевременное создание давления в системе (первое поколение муфт);
  • разблокировка муфты после вмешательства электронных систем (первое и второе поколение муфт);
  • отсутствие центрального дифференциала, из-за чего задний мост не может вращаться быстрее, чем передний (четвертое поколение муфт);
  • отсутствие фильтра, из-за чего необходимо часто менять масло (пятое поколение муфт);
  • электронные компоненты, в целом, менее надежны, чем механические.
Читайте также  Принцип работы вариатора на снегоходе

Четвертое поколение устройств Haldex – это одна из самых совершенных систем подключаемого полного привода. Данная муфта используется на мощном автомобиле Bugatti Veyron. Механизм стал популярен благодаря простоте, надежности и качественному электронному управлению. Отметим, что муфта Haldex широко используется не только на автомашинах концерна Volkswagen (например, Golf, Transporter, Tiguan), но и на автомобилях других производителей: Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab и других.

Халдекс 5 поколения принцип работы

Схема полного привода на всех современных автомобилях ŠKODA одинакова. Её центральный узел – многодисковая муфта с электронным управлением, от которой зависит, какой процент мощности двигателя достанется задним колёсам. Своё решение муфта может менять несколько раз в секунду, по обстановке. В этой гибкости – ключевое преимущество системы.

Полным приводом ŠKODA оснащает модели разных «форматов» и разного назначения: от внедорожника Kodiaq до седана бизнес-класса Superb. И во всех случаях используется один и тот же универсальный узел – многодисковая муфта с электронным управлением. Она компактна, а потому может быть установлена практически на любую машину, и чертовски умна, то есть способна справиться с самыми разными дорожными ситуациями.

Муфту, о которой пойдет речь, несколько лет назад называли «муфтой Haldex пятого поколения» – по имени шведской компании, которая разработала и производила этот агрегат. Сегодня мы просто говорим о муфте пятого поколения, не добавляя слова Haldex. Что поменялось? С одной стороны, ничего, с другой – очень многое.

В 2011 году трансмиссионное подразделение компании Haldex AB перешло во владение BorgWarner, американского производителя автокомпонентов. Haldex AB по-прежнему существует, выпуская в числе прочего различные детали тормозных систем. Но для нас важнее другое: в соответствии с контрактом производство многодисковых муфт осталось на своем месте. Те же люди, на том же оборудовании, что и раньше, производят муфту пятого поколения, только слово Haldex в ее названии более использовать нельзя. Странно? Возможно. Но так договорились стороны.

А вообще история муфты Haldex началась в 1998 году, когда шведы сделали первый подобный узел, купив патент у раллиста Сигварда «Сигге» Йоханссона. И с каждым новым поколением муфта становилась умнее, точнее, эффективнее.

В ЛУЧШЕМ ВИДЕ

В ходе эволюции не менялось главное – компоновка узла. Многодисковая муфта заключена в прочный корпус, в котором по соседству, «через стенку», находятся редуктор заднего моста (главная передача) и дифференциал. Расположено все это хозяйство на задней оси автомобиля.

С одной стороны к узлу пристыкован карданный вал, он передает крутящий момент от двигателя, с другой присоединяются две полуоси, которые приводят в движение задние колеса. Задача муфты – определить, какую часть крутящего момента отправить дальше, через главную передачу и дифференциал, на колеса. Если вскрыть корпус агрегата, то помимо шестеренок (которые к муфте, как уже было сказано, отношения не имеют) мы увидим толстый пакет фрикционных дисков в масляной ванне. Именно они, смыкаясь, передают крутящий момент на задние колеса. Чем сильнее сжались, тем больше тяги получила вторая ось. Такое вот сцепление, рассчитанное на тысячи часов работы с постоянно меняющейся степенью пробуксовки. Кстати, по-английски «муфта» и «сцепление» обозначаются одним словом – clutch.

Заведует процессом электроника: блок управления расположен здесь же, на корпусе агрегата. Компьютер принимает решения на основе информации от разных «органов чувств» автомобиля. В первую очередь, «мозга» системы стабилизации, который лучше и точнее всех отслеживает изменения в поведении машины. Так система полного привода получает возможность гибко подстраиваться под тип покрытия и характер движения. Водителю не надо дергать рычаги или жать кнопки. Муфта пятого поколения работает в полностью автоматическом режиме, чем выгодно отличается от многих других разновидностей полного привода. Она все сделает сама, в лучшем виде.

СЕРВИС – РАЗ В ТРИ ГОДА

Муфта пятого поколения требует минимум внимания: замены масла раз в три года. На Haldex IV эту операцию надо проводить каждые 60 000 км. На агрегатах пятого поколения пробег не важен, имеет значение только срок эксплуатации.

Главное, не забыть за три года, что обычное трансмиссионное масло лить в систему нельзя – это ее прикончит. Требуется «очень специальное» масло, его можно найти у дилеров ŠKODA, которые, разумеется, возьмутся провести и саму процедуру замены. Правда, некоторые автовладельцы рассуждают так: «На момент первой замены масла в муфте машине минимум три года. Заводская гарантия закончилась. Значит, можно смело ехать не к дилеру, а в обычный сервис. Там дешевле». Желание сэкономить само по себе прекрасно, но есть один момент. Даже если на «просто сервисе» найдут нужную трансмиссионную жидкость, существуют риск того, что механик поменяет масло не в муфте, а в картере заднего моста или «осушит» один узел, а ненужную добавку направит в другой – пробки находятся рядом. На этом жизнь агрегата закончится, что очень прискорбно: при нормальном обслуживании муфта работает годами, не доставляя проблем.

Высокому уровню надежности муфты, «ранее известной как Haldex», способствует не только высочайшее европейское качество изготовления, но и продуманная система защиты при движении автомобиля в наиболее неблагоприятных условиях: по песку, по снежной целине, по размытому грунту. Как только пакет дисков достигнет критически высокой температуры, электроника «распустит» их для охлаждения: машина на какое-то время станет переднеприводной. Но в реальной жизни такая ситуация встречается крайне редко: чтобы перевести муфту пятого поколения в аварийный режим, надо постараться. На обычной дороге – даже в сильный снегопад, когда требуется постоянная работа всех четырех колес, – система полного привода не просит пощады.

ПОСТОЯННЫЙ ИЛИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЙ?

Иногда полный привод на автомобилях ŠKODA называют подключаемым: дескать, задние колеса начинают грести лишь после того, как станут пробуксовывать передние. Это неправда: муфта всегда передает часть момента назад. Полностью она размыкается только в аварийном режиме (обычный пользователь, как правило, и не знает, что такой вообще существует) и при торможении. Это сделано для лучшей управляемости автомобиля: электронике проще соблюдать баланс тормозных усилий, когда крутящий момент с задних колес снят.

Итак, в нормальных условиях диски муфты полностью размыкаются только в торможении. Во всех остальных случаях они хоть чуть-чуть, но замкнуты. Это «чуть-чуть» называется «преднатягом». Стандартный преднатяг при движении по сухой дороге составляет 4-10%, соответственно, большая часть мощности двигателя уходит на переднюю ось. Небольшой преднатяг нужен, как для повышения стабильности движения, так и сокращения времени реакции системы: случись что, диски сомкнутся практически моментально, электроника реагирует за сотые и даже тысячные доли секунды. Можно было бы постоянно подавать на задние колеса больший момент? Да, но это привело бы к повышению расхода топлива, а так он на автомобилях ŠKODA c шильдиком 4×4 мало отличается от того, что показывают переднеприводные модели, и увеличило бы нагрузку на элементы трансмиссии. При этом такой полный привод имеет право называться постоянным.

СРАБОТАТЬ НА ОПЕРЕЖЕНИЕ

На некоторых полноприводных системах, в основе которых применены муфты другой конструкции, можно наблюдать такую картину. Передние колеса забуксовали, сделали несколько оборотов впустую, подключилась задняя ось. Почти как в замедленном кино. Наша муфта умеет работать на опережение, предчувствуя момент начала пробуксовки. Секрет, как мы уже сказали, в совершенном электронном блоке управления трансмиссией. Он имеет доступ к сигналам датчиков двигателя, коробки передач, угла поворота руля, ускорений, частоты вращения колес и так далее. Поэтому опасность сноса или заноса – ситуаций, когда на одной оси момент избыточен, а на другой его не хватает, – система распознает еще до начала скольжения, успевая среагировать превентивно. А самый простой пример такой: в момент старта диски смыкаются, чтобы автомобиль максимально эффектно ускорился, что на сухом асфальте, что на зимнем снежном накате. Повизжать шинами на светофоре на полноприводной ŠKODA не получится. Уйти первым – вполне. Кстати, и шины при этом изнашиваются
заметно меньше, что особенно хорошо видно на шипованной резине.

И еще один важный момент. Как известно, на автомобилях ŠKODА с передним приводом, оснащенных системой поддержания курсовой устойчивости, имеется электронная блокировка дифференциала. Она распределяет крутящий момент между колесами одной оси, «прикусывая» тормозными механизмами то, что буксует. На полноприводной машине электронная блокировка действует на обеих осях. Иными словами, если хотя бы одному из четырех колес есть за что уцепиться, автомобиль сдвинется с места.

Есть режим блокировки и в самой муфте. Когда «дело плохо» – условно, автомобиль едет по мокрой траве на холм, – крутящий момент делится между передней и задней осями поровну, в соотношении 50:50. Как только поставленная задача будет выполнена, электроника уменьшит давление в системе, муфта отдохнет. Но для водителя эти подробности останутся за кадром. Он просто в очередной раз подумает: правильно сделал, что в свое время не пожалел денег на опцию, значение которой в России сложно переоценить.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Муфта пятого поколения – непростое устройство, конструкция которого защищена патентами. Так, например, фрикционные диски муфты покрыты особым бронзовым напылением, которое увеличивает срок их службы и делает работу системы более плавной (снижаются вибрации и шумы). Диски в муфте сжимаются под напором специальной трансмиссионной жидкости. Напор создает оснащенный инновационным центробежным регулятором давления аксиально-поршневой насос с приводом от электродвигателя, который размещен сбоку, на корпусе. Мотор работает постоянно, раскручивая наклонную шайбу. Вращаясь, она попеременно толкает шесть поршней, расположенных вдоль ее оси. Так и создается давление в системе. Похожая аксиально-поршневая схема используется в компрессорах автомобильных кондиционеров.

Дальше вступает в дело тот самый центробежный регулятор. Пока скорость вращения вала насоса невелика, ничего не происходит: масло сливается из каналов регулятора обратно в картер и уходит на новый круг циркуляции по гидросистеме. Но с ростом оборотов специальные грузики начинают расходиться в стороны под действием центробежной силы, воздействуя на шарики-клапаны. Те, в свою очередь, запирают перепускные каналы, отчего жидкость устремляется к кольцевому поршню, сжимающему диски муфты. И будет давить на него, пока вал насоса не замедлится или не сработает предохранительный клапан сброса давления. Максимальное давление в системе – внушительные 44 атмосферы.

Таким образом, блок управления полноприводной трансмиссии регулирует долю крутящего момента, адресованного задним колесам, изменяя лишь ток в цепи электромотора насоса. Муфта четвертого поколения – ŠKODA ее тоже использовала ранее – была существенно сложнее: в частности, в ней присутствовал гидроаккумулятор. Убрав «лишние» детали, конструкторы снизили массу агрегата на 1,7 кг, а заодно увеличили его быстродействие.