Муфта Haldex — основной компонент системы полного привода, обеспечивающий контролируемую передачу крутящего момента, величина которого зависит от степени затяжки муфты. В большинстве случаев это устройство передает крутящий момент с передней оси на заднюю ось автомобиля. Этот механизм расположен в корпусе дифференциала заднего моста. Рассмотрим принцип работы, компоненты муфты Haldex, характеристики различных поколений, их преимущества и недостатки.
Как работает муфта
Давайте проанализируем принцип работы на примере системы 4Motion. Эта автоматическая система полного привода устанавливается на автомобили Volkswagen. Основные режимы работы муфты Haldex:
- Начало движения — автомобиль начинает движение или ускорение, большое количество крутящего момента передается на заднюю ось. Фрикцион сцепления полностью сжат, а регулирующий клапан закрыт. Регулирующий клапан — это компонент системы управления, положение которого определяет давление во фрикционных дисках. Значение давления изменяется от 0% до 100% в зависимости от режима сцепления.
- Старт с пробуксовкой колес — автомобиль стартует с пробуксовкой передних колес, и весь крутящий момент передается на задние колеса. Если проскальзывает только одно переднее колесо, сначала включается электронная блокировка дифференциала, а затем сцепление.
- Движение с постоянной скоростью — скорость не меняется во время движения, тогда открывается управляющий клапан и фрикцион сцепления сжимается с разной силой (в зависимости от условий движения). Задние колеса приводятся в движение лишь частично.
- Проскальзывание колес — скорость вращения колес автомобиля определяется сигналами от датчиков и блока управления ABS. Регулирующий клапан открывается или закрывается в зависимости от того, какая ось и какое колесо пробуксовывает.
- Торможение — когда автомобиль замедляется, сцепление полностью размыкается и, таким образом, клапан открыт. В этом режиме крутящий момент на заднюю ось не передается.
Как устроен Халдекс
Давайте рассмотрим основные компоненты муфты Haldex:
- Пакет фрикционных дисков. Он состоит из фрикционных дисков с более высоким коэффициентом трения и стальных дисков. Первые имеют внутреннее соединение со ступицей, вторые — внешнее соединение с барабаном. Чем больше дисков в комплекте, тем больший крутящий момент передается. Диски сжимаются поршнями под давлением жидкости.
- Электронная система управления. Он состоит из датчиков, блока управления и исполнительного механизма. Входные сигналы для системы управления сцеплением поступают от блока управления ABS, блока управления двигателем (оба совместимы с шиной CAN) и датчика температуры масла. Эта информация обрабатывается блоком управления, который генерирует сигналы для исполнительного механизма — регулирующего клапана — который управляет степенью сжатия диска.
- Гидроаккумулятор и гидронасос поддерживают давление масла в сцеплении на уровне — 3 МПа.
Развитие муфт Haldex
В настоящее время существует пять поколений Haldex. Давайте посмотрим на характеристики каждого поколения:
- Первое поколение (с 1998 года). Основой сцепления является механизм, определяющий разницу в скорости вращения валов, идущих к передней и задней осям автомобиля. Механизм блокируется при проскальзывании ведущей оси.
- Второе поколение (с 2002 года). Принцип работы не изменился. Были внесены только технические усовершенствования: размещение в одном корпусе с задним дифференциалом, электрогидравлический клапан заменен на электромагнитный (для увеличения времени срабатывания), модернизирован электронасос, установлен необслуживаемый масляный фильтр, увеличен объем масла.
- Третье поколение (с 2004 года). Основным изменением конструкции является более эффективный электрический насос и обратный клапан. Теперь устройство может быть предварительно заблокировано электронным способом. Через 150 миллисекунд механизм полностью заблокирован.
- Четвертое поколение (с 2007 года). Принцип работы не изменился. Давление в гидравлической системе подается электрическим насосом, сцепление полностью управляется электроникой, а четвертое поколение доступно только на автомобилях с ESP. Главное отличие заключается в том, что разные скорости на передней и задней осях больше не являются обязательным условием для включения сцепления.
- Пятое поколение (с 2012 года). Принцип работы не изменился. Особенности последнего поколения Haldex: насос работает непрерывно, фрикционные муфты управляются электрически или гидравлически, механизм можно заменить отдельно. Главное отличие — более высокий уровень качества компонентов.
Плюсы и минусы муфты
Преимущества:
- Минимальное время реакции (например, вязкостная муфта позволяет колесам сначала пробуксовывать, а затем блокироваться);
- Минимальные размеры;
- Можно комбинировать с противоскользящими системами;
- Позволяет избежать высоких нагрузок на трансмиссию при парковке и маневрировании автомобиля;
- Электронное управление.
Недостатки:
- Несвоевременное повышение давления в системе (1-е поколение);
- Деактивация сцепления после электронного вмешательства (1-е и 2-е поколение);
- без центрального дифференциала, чтобы задний мост не мог вращаться быстрее переднего (муфты 4-го поколения)
- без фильтра, что приводит к необходимости частой замены масла (пятое поколение);
- Электронные компоненты, как правило, менее надежны, чем механические.
Агрегаты Haldex четвертого поколения являются одной из самых идеальных систем переключения полного привода. Это сцепление используется в замечательном автомобиле Bugatti Veyron. Механизм стал популярным благодаря своей простоте, надежности и высококачественному электронному управлению. Обратите внимание, что муфта Haldex широко используется не только в автомобилях Volkswagen (например, Golf, Transporter, Tiguan), но и в автомобилях других производителей: Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab и другие.