Муфта Haldex является сердцем системы полного привода и обеспечивает управляемую передачу крутящего момента, величина которого зависит от степени включения сцепления. Как правило, это устройство передает крутящий момент с передней на заднюю ось автомобиля. Механизм расположен в картере дифференциала заднего моста. Рассмотрим принцип работы, составляющие муфты Халдекс, особенности каждого поколения, а также его преимущества и недостатки.
Принцип работы муфты
Разберем принцип работы сцепления на примере системы 4Motion. Эта автоматическая система полного привода устанавливается на автомобили Volkswagen. Основные режимы работы муфты Haldex:
- Начало движения. Когда автомобиль стартует или разгоняется, задний мост получает максимальный крутящий момент. Фрикционы сцепления максимально сжимаются, и регулирующий клапан закрывается. Регулирующий клапан является компонентом системы управления, положение которого определяет величину давления, прикладываемого к фрикционным дискам. Величина давления в зависимости от режима работы муфты изменяется от 0% до 100% от максимального значения.
- Начало движения с выдвижными колесами. Если трогание автомобиля с места сопровождается пробуксовкой передних колес, весь крутящий момент также передается на задние колеса. Если проскальзывает только одно переднее колесо, электронная блокировка дифференциала срабатывает раньше сцепления.
- Движение с постоянной скоростью. Если при движении автомобиля скорость не меняется, клапан управления открывается и фрикционы сцепления сжимаются с разной силой (в зависимости от условий движения). Крутящий момент передается на задние колеса лишь частично.
- Пробуксовка колес. Пробуксовка колес автомобиля определяется по сигналам датчиков и блока управления АБС. Клапан управления открывается/закрывается в зависимости от пробуксовки оси и колес.
- Торможение. Когда машина замедляется, муфты полностью освобождаются и клапан открывается. В этом режиме крутящий момент на заднюю ось не подается.
Устройство и основные компоненты
Рассмотрим основные узлы муфты Haldex:
- Пакет фрикционных дисков. Включает в себя фрикционные диски (с покрытием с высоким коэффициентом трения) и стальные диски. Первые имеют внутреннее зацепление со ступицей, вторые — внешнее зацепление с барабаном. Чем больше дисков в пакете, тем выше передаваемая пара. Диски сжимаются поршнями под действием давления жидкости.
- Электронная система управления. Он, в свою очередь, состоит из входных датчиков, блока управления и исполнительного механизма. Входные данные в систему управления сцеплением поступают от блока управления АБС, блока управления двигателем (информация от обоих блоков идет по шине CAN), а также от датчика температуры масла. Блок управления преобразует эти данные в сигналы для исполнительного механизма, регулирующего клапана, от которого зависит степень сжатия дисков.
- Аккумулятор давления и гидронасос поддерживают давление масла в сцеплении на уровне 3 МПа.
Поколения муфты Haldex
В настоящее время существует пять поколений муфты Haldex. Обратите внимание на характеристики каждого поколения:
- Первое поколение (с 1998 г.). Основа сцепления представляет собой механизм, определяющий разность вращения валов, идущих на переднюю и заднюю оси машины. Механизм блокируется при пробуксовке переднего моста.
- Второе поколение (с 2002 года). Принцип работы не изменился. Были только технические доработки: интеграция в блок с задним дифференциалом, электрогидравлический клапан заменен на электромагнитный (система работала быстрее), обновленный электронасос, установлен необслуживаемый масляный фильтр, увеличен рабочий объем , масло.
- Третье поколение (с 2004 года). Основное изменение конструкции — более эффективный электрический насос и обратный клапан. Появилась возможность предварительной блокировки устройства электроникой. В течение 150 миллисекунд механизм полностью блокируется.
- Четвертое поколение (с 2007 года). Принцип работы не изменился. Конструктивные изменения: давление в гидросистеме механизма теперь формирует мощный электронасос, сцепление управляется только электроникой, устройство четвертого поколения можно устанавливать только на автомобили с системой ESP. Основное отличие состоит в том, что разная скорость на передней и задней осях больше не является условием включения сцепления.
- Пятое поколение (с 2012 года). Принцип работы не изменился. Особенности современной конструкции муфты Haldex: насос работает постоянно, муфты управляются электрически/гидравлически, механизм можно заменять отдельно. Главное отличие – более высокое качество элементов.
Преимущества и недостатки
Преимущества муфты Haldex:
- минимальное время срабатывания (например, вискомуфта позволяет колесу пробуксовывать и только потом блокируется);
- компактность устройства;
- возможность совместной установки с системами, предотвращающими проскальзывание колес;
- предотвращает большие нагрузки на трансмиссию при парковке и маневрировании автомобиля;
- электронное управление.
- несвоевременное создание давления в системе (муфты первого поколения);
- разблокировка сцепления после вмешательства электронных систем (муфты первого и второго поколения);
- отсутствие межосевого дифференциала, из-за чего задняя ось не может вращаться быстрее передней (4 поколение фрикционов);
- отсутствие фильтра, из-за чего приходится часто менять масло (пятое поколение муфт);
- электронные компоненты, как правило, менее надежны, чем механические.
Четвертое поколение устройств Haldex является одной из самых совершенных доступных систем полного привода. Это сцепление используется в могучем Bugatti Veyron. Механизм стал популярен благодаря своей простоте, надежности и качественному электронному управлению. Отметим, что муфта Haldex широко применяется не только в автомобилях Volkswagen (например, Golf, Transporter, Tiguan), но и в автомобилях других производителей — Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab и других.