С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Муфта халдекс принцип работы

Муфта халдекс принцип работы


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.

Принцип работы муфты

Муфта Haldex 1-го поколения

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.
Читайте также:  Система полного привода xDrive

Устройство и основные компоненты

Общая схема муфты Haldex

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.
Читайте также:  Разновидности систем полного привода автомобиля

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

Недостатки:

  • 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

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.

(2 оценок, среднее: 4,00 из 5) Загрузка...

Муфта Haldex. Принцип действия. Преимущества

Муфта Haldex широко используется фирмой Volkswagen для автомобилей класса А (Volkswagen Golf, Bora, Audi TT, Skoda Oktavia, Seat Toledo и т.д.). С одной стороны, она предлагает преиму­щества постоянного привода на все колеса, с другой — она может комби­нироваться с такими системами, пре­дотвращающими пробуксовку колес, как ABS, EDS, ASR, EBV и ESP.

В отличие от традиционных систем постоянного привода система «4 motion» имеет ряд преимуществ:

  • автомобиль сохраняет харак­теристику переднепри­водного
  • время сра­батывания муфты очень мало
  • различные размеры шин (аварийное колесо) не вызывают никаких проблем
  • заклинивания в приводе при парковке или маневри­ровании больше не происходит

Кон­структивно муфта Haldex устанавли­вается в том же месте, где раньше располагалась вязкостная муфта, а именно – непосредственно на заднем мосту. Вместе со всеми компо­нентами, включая блок управления, это компактный узел, который приводится в действие от карданного вала.

Рис. Общая компоновка автомобиля с муфтой Haldex

Видео: Работа муфты Haldex на Volkswagen Golf 7

Принцип работы муфты Haldex

Механическая часть муфты Haldex состоит из цилиндрического входного вала с аксиально-поршневым насосом и рабочим поршнем, ведомого вала с приводной головкой и дисковым кулачком, а также набора фрикционных дисков. Наружные диски соединены с ведущим валом, а внутренние диски через продольное зубчатое зацепление с ведомым валом.

Рис. Схема муфты Haldex: 1 – ведомый вал с кулачковой шайбой; 2 – рабочий поршень; 3 – многодисковая муфта; 4 – насосный поршень; 5 – нагнетательный клапан; 6 – впускной клапан; 7 – регулятор давления управления муфтой; 8 – ведущий вал

При пробуксовке одного из колес автомобиля возникает разница в частоте вращения между ведомым 1 и ведущим 8 валами, и на поршень 4 направляется то выступающая, то опускающаяся часть кулачковой шайбы. В результате возвратно-поступательного движения поршня давление масла в гидравлической системе повышается и рабочий поршень давит на нажимной диск набора фрикционных дисков. Набор фрикционных дисков сжимается, и между входным и выходными валами возникает таким образом сцепление.

Гидравлическая часть муфты Haldex состоит из электрического подпиточного насоса 9, масляного фильтра 10, впускных 11 и нагнетательных 3 клапанов, регулятора давления 5 с регулировочным клапаном, предохранительного клапана 4 и гидроаккумулятора 6. Для того чтобы система могла быстро срабатывать, подпиточный электрический насос 9, начиная с частоты вращения 400 об/мин, нагнетает в гидравлической системе муфты давление подпитки 4 кгс/см2. Давление подпитки поддерживается гидроаккуму­лятором 6 и воздействует как на поршни насоса 12, так и на рабочий поршень 13. Преимуществом такой компоновки, является то, что, с одной стороны, поршень насоса прилегает к дисковому кулачку и, с другой стороны, благодаря легкому давлению подпора устра­няется зазор из набора фрикционных дисков.

Гидроаккумулятор наряду с поддержанием давления подпитки имеет еще одну задачу – выравни­вать колебания давления в системе. При отсутствии давления в питающей магистрали пружина аккумулятора максимально разжата и масло через аккумулятор из питающей магистрали не сбрасывается. Повышение давления в питающей магистрали ограничивается на заданном уровне за счет перепуска масла из нее через аккумулятор в резервуар для его сбора. При понижении давления пружина аккумулятора разжимается, уменьшая или полностью прекращая сброс масла в емкость.

Предохранительный клапан 4 предотвращает подъем управляющего давления свыше 100 кгс/см2, защищая детали муфты от перегрузок. Клапан открывается, если действующее на его запорный орган давление преодолевает усилие предварительно сжатой пружины. При повышении давления до 100 кгс/см2 клапан открывается, перепуская масло в питающую магистраль и в резервуар через гидроаккумулятор, в результате чего давление масла в системе снижается до заданного уровня.

Рис. Гидравлическая часть муфты Haldex: 1 – кулачковая шайба; 2 – толкающие ролики насосных поршней; 3 – нагнетательные клапана; 4 – предохранительный клапан; 5 – регулятор давления управления муфтой; 6 – гидроаккумулятор; 7 – резервуар рабочей жидкости; 8 – сетчатый масляный фильтр; 9 – электронасос; 10 – фильтр; 11 – впускные клапана; 12 – насосные поршни; 13 – рабочий поршень; 14 – пакет дисков

Основной элемент гидравлики – регулировочный клапан регулятора давления, определяет величину давления на диски и управляется от исполнительного двигателя, который в свою очередь работает по сигналам блока управления.

Рис. Регулировочный клапан: 1 – сливное отверстие; 2 – регулировочный клапан; 3 — регулировочный штифт; 4 – приводной двигатель; 5 – зубчатое колесо

Когда регулировочный клапан закрыт, то при разнице в частоте вращения между входным и выходным валами создается рабочее давление, величина которого огра­ничивается предохранительным клапаном. Крутящий момент через муфту передается на задний мост.

Рис. Работа регулировочного клапана: а) клапан закрыт; б) клапан открыт частично; в) клапан открыт полностью

При частично открытом регулировочном клапане муф­та допускает определенное проскаль­зывание, т.е. крутящий момент на задние колеса передается лишь частично. Когда регулировочный клапан открыт полностью, рабочее давление создаваться не может, и крутящий момент через муфту не передается. Однако давление понижается не полностью, а частично благодаря гидроаккумулятору до уровня давления подпитки.

Блок управления муфты

Блок управления через шину данных (CAN-Bus) получает от ABS информацию о частоте вращения колес, продольном ускорении, сигнале торможения и включении ручного тормоза. Если автомобиль дополнительно оснащен ESP, то регулировка ESP имеет пре­имущественное право перед функци­ей привода всех колес. Блок управления двигателя также через CAN-Bus выдает информацию о частоте вра­щения двигателя и положении педали акселератора. Наряду с входными сигналами через CAN-Bus блок управления Haldex получает также до­полнительные сигналы непосредст­венно от выключателя сигнала торможения ручного тормоза (муфта размы­кается при включенном ручном тор­мозе) и от датчика температуры муфты. Чтобы предотвратить перегрев, функции муфты отключаются при температуре масла свыше 100 °С.

Выходные сигналы блока управления муфты – это напряжение питания для масляного насоса и возбуждение исполнительного двигателя ре­гулировочного клапана. Блок управления может имеет функцию самодиагностирования. Если отсутствует какой-либо сигнал, блок управления рассчитывает резервное значение этого сигнала для включения аварийно­го функционирования.

Муфта Haldex все поколения и принцип работы

В последнее время активно развиваются технологии полного привода, разрабатываются все новые и новые системы, использующие большое количество параметров, анализирующих обстановку и помогающие водителю в управлении автомобилем. Одним из таких решений является муфта Халдекс или муфта полного привода.

Данную муфту нельзя назвать передовым решением, муфта насчитывает уже 5 поколений, начиная с 1998 года, каждое из которых имеет свои нововведения. В данном материале рассмотрим все поколения муфты, принцип работы, их устройство, преимущества и недостатки.

Муфта Haldex 1 поколения

Впервые первое поколение было установлено на автомобиль в 1998 году.

Принцип работы муфты Халдекс 1 поколения заключается в определении разницы скорости вращения валов передней и задней осей.

Таким образом, в момент пробуксовки передней оси, которая является ведущей, происходит подключение задней оси.

Данное устройство вызывало дискомфорт у большого количества владельцев автомобилей, оснащенных муфтой халдекс. Что же вызвало негатив? Дело в том, что когда, например, в момент поворота и прибавления газа передние колеса начинают пробуксовывать, происходит подключение задней оси. Не для кого не секрет, что полноприводный и переднеприводный автомобили ведут себя совершенно по-разному, что и создавало дискомфорт в управлении. При подключении полного привода ухудшается управляемость, меняется тяга.

Муфта имеет 3 основные компонента:

  • гидравлический насос;
  • электрический насос;
  • электромагнитный клапан.

Рассмотрим подробнее каждый компонент по отдельности.

Гидравлический насос выполняет основную функцию, а именно блокировку муфты. Давление масла действует на исполнительный цилинд, который в свою очередь прижимает диски сцепления, блокируя муфту.

Электрический насос помогает сократить время блокировки муфты гидравлическим насосом. Происходит это за счет того, что электрический насос заранее поджимает диски сцепления, убирая тем самым зазоры, уменьшая время до полной блокировки.

Электромагнитный клапан отвечает за снижение давления в гидросистеме, а также за разъединение дисков сцепления.

Муфта Haldex 2 поколения

Принцип работы муфты халдекс 2 поколения (выпускалась с 2002 года) не изменился, подверглись изменениям только расположение самой муфты, а также производительность ее компонентов:

  • муфта стала интегрирована вместе с задним дифференциалом, но в виде отдельного компонента, что позволяла легче производить обслуживание и замену;
  • электромагнитный клапан уступил место электрогидравлическому, что позволило повысить работу агрегата;
  • увеличилась производительность электрического насоса;
  • увеличился объем масла, тем самым растянув межсервисный интервал.

Общим недостатком муфт Haldex 1 и 2 поколений является то, что основной насос является гидравлическим, а электроникой фактически управлялась только разблокировка.

Муфта Haldex 3 поколения

3 поколение муфты Haldex начало устанавливаться с 2004 года, а автомобилем-первооткрывателем стал Land Rover Freelander 2, затем подтянулись полноприводные автомобили Volvo.

И опять в очередном поколении нет конструктивных изменений, кроме установки более производительного электрического насоса и электрогидравлического клапана, что позволяло заранее частично блокировать муфту уже по команде электроники. Полная блокировка муфты достигалась в течение 150 миллисекунд. Муфта третьего поколения получила краткую аббревиатуру Prex.

Муфта Haldex 4 поколения

4 поколение муфты стало выпускаться с 2007 года и теперь уже претерпело значительные конструктивные изменения, рассмотрим их:

  • наконец-то полностью удалось отказаться от гидравлического насоса и полностью перейти на мощный электрический насос;
  • теперь передача крутящего момента на заднюю ось корректируется блоком управления полным приводом, который подает сигнал на клапан управления замыкания муфты;
  • условие блокировки муфты перестало быть разницей во вращении передней и задней оси;
  • теперь управление блокировкой муфты стало полностью электрическим;
  • за счет более мощного электрического насоса, увеличилось предварительное давление, по сравнению с муфтами предыдущих поколений, что позволило значительно сократить время до полной блокировки муфты.

Стоит отметить, что если раньше муфта блокировалась только после начала пробуксовки колес, то теперь блокировка может происходить заранее, например, при сильном увеличении газа, муфта блокируется заранее, не дожидаясь пробуксовки колес.

Кроме этого, в предыдущих поколениях при подачи сигнала от ABS или ESP муфта сразу же размыкалась. А теперь она размыкается только от сигнала ABS, но при сигнале от ESP может быть замкнута.

Муфта Халдекс 4 поколения может быть установлена только на автомобили, оборудованные системой ESP.

Муфта Haldex 5 поколения

Принцип действия и конструктивные особенности практически не отличаются от 4 поколения, за исключением:

  • из устройства муфты исключили: аккумулятор давления, клапан управления замыканием муфты и масляный фильтр;
  • появились новые компоненты: предохранительный клапан, втулка с масляными каналами;
  • незначительным изменениям подверглись: насос муфты полного привода, блок управления полного привода и корпус.

Муфта Haldex 5 поколения позволяет выдерживать до 380 Нм крутящего момента двигателя, а также до 3600 Нм крутящего момента, передаваемого на заднюю ось.

Замена масла муфт Haldex

Рекомендуемое масло для муфты Haldex G 055 175 A2 (ранее использовалось масло G 055 175 A1), отметим, что масло используется только для муфты и не имеет отношение к редуктору.

Для 1-4 поколений рекомендуемый интервал замены масла: 40-60 тыс. км. Для 5 поколения замену лучше проводить раз в 40 тыс. км., поскольку отсутствует масляный фильтр, с чисткой насоса лучше не затягивать.

​

Понравилась статья? Поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях!

Как устроена многодисковая муфта "Халдекс"?

В последнее время в современных автомобилях, а именно в трансмиссиях, стали всё чаще использоваться активные муфты. Для блокировки валов применяются мокрые многодисковые сцепления. Что такое муфта? Многодисковое сцепление управляется маслом под давлением, воздействующим на поршень, который сжимает диски. Для регулировки давления используется контрольный клапан. Такие муфты распределяют крутящий момент между осями автомобиля, так и между колёсами.

Где используется муфта Халдекс

На сегодняшний день муфта Халдекс устанавливается на свои модели такими автомобильными концернами как Volkswagen, BMW, Saab. Многие автопроизводители выпускают машины с привычным прямым приводом, но с возможностью задействования задней оси в моменты пробуксовки передней. При такой схеме существенно экономится топливо, ведь при обычной езде привод автомобиля остаётся передним, только машина становится более устойчивой и проходимой. Особенно это ощутимо зимой. Наиболее популярным механизмом, подключающим полный привод, является муфта Халдекс.

Принцип работы и устройство муфты Haldex

Данная муфта управляется электроникой и располагается перед задним дифференциалом. Она перебрасывает тягу на задние колёса в случае крайней необходимости, к примеру, на обледенелой дороге. Отлично помогает при старте с места, эффективнее реализовывая крутящий момент. На машинах с муфтой Халдекс больший процент крутящего момента передан на передние колёса. Механическая часть агрегата вмещает в себя пакет дисков. Каждый диск фрикционной муфты не контактирует с другими при обычных условиях движения. 50% фрикционов соединены с ротором, остальная половина с приводным валом заднего моста. Внутри корпуса муфты залито масло, которое гоняет под давлением электронасос. Благодаря этому электронному компоненту обеспечивается минимальное расстояние между фрикционами, благодаря чему скорость срабатывания муфты возрастает.

ЭБУ Haldex собирает данные со всего автомобиля: с датчиков мотора, КПП, АБС и рулевого управления. Отдавая распоряжения механизмам муфты, электронный блок учитывает не только пробуксовывающие колёса, но также скорость, поперечное ускорение, положение рулевого колеса, движение накатом или под тягой. Такой объём данных необходим для скорейшего реагирования на возникающие дорожные ситуации. Например, когда автомобиль попал на ледяной участок передними колёсами, то муфта блокируется, и максимально возможный крутящий момент передаётся на задние колёса. Или разгрузить заднюю часть машины, помогая другим системам предупредить возникающий занос передних колёс.

Но не совсем верно утверждать, что Haldex подключает задний привод. Даже при идеальных дорожных условиях на корму приходится около 10% крутящего момента. Это так называемый постоянный тонус. Он необходим, чтобы всегда держать систему наготове, которая при необходимости передаст всю тягу на одну из осей. Ведь от оперативности срабатывания зависит проходимость автомобиля и его управляемость.

Принцип своей работы муфта Халдекс сохранила на протяжении всех своих пяти поколений. Но с каждой генерацией муфта становилась более технологичной, уменьшалась в размерах, срабатывала оперативнее и точнее. Ведущие диски получают крутящий момент напрямую от силового агрегата, а ведомые завязаны с приводами задней оси. ЭБУ даёт команду, и электроника сжимает дисковый пакет. Чем крепче они сцепляются, тем больший крутящий момент передаётся на задние колёса в случае проскальзывания передних. Тяга, передаваемая за заднюю ось, изменяется не скачкообразно, а плавно.

Эволюция Haldex

Принцип действия многодисковой фрикционной муфты Халдекс первого поколения заключается в передаче крутящего момента дисками сцепления, которые сжимаются под давлением масла. Насос, который создаёт это давление, функционирует за счёт разницы вращения задних и передних колёс. Её главный недостаток заключается в несвоевременном создании давления, только по факту пробуксовки.

Второе поколение муфты Haldex было технически улучшено по сравнению с первым, но рабочий принцип не изменился. Недостатки остались аналогичными с предыдущим поколением.

В муфте Халдекс третьего поколения давление нагнетается электронасосом. Разрабатывалась специально для автомобиля Land Rover Freelander 2. Позже стала устанавливаться на модели с полным приводом от Вольво. Только спустя два поколения было исправлено подключение блокировки. Теперь она срабатывает своевременно, блокируя муфту ещё до начала буксования. Полная блокировка происходит за 150 миллисекунд. Разность скоростей вращения переднего и заднего мостов уже не являются фактором включения муфты полного привода. Пластины муфты начинают передавать крутящий момент уже тогда, когда различие в углах поворота колёс передней и задней оси составляет всего 10 градусов. А при 20 градусах тяга будет передана полностью.

Муфта Халдекс четвертого поколения по своему принципу действия аналогична с предыдущей. Изменения коснулись только алгоритма обработки сигнала, который стал быстрее поступать. Муфта Халдекс пятого поколения от предыдущей отличается только качеством применяемых материалов.

Преимущества Haldex последних поколений

Муфты Халдекс четвёртого и пятого поколений срабатывают не только во время пробуксовки колёс, но и при движении в поворотах. Учитывают скорость машины, угол нажатия акселератора и скорость нажатия, движение на принудительном холостом ходу и в тяговом режиме. В данном случае преимущество на стороне симбиоза механики и электроники. Крутящий момент – его включение, выключение и степень подачи – регулируется по команде электронного блока управления.

Очередной важный момент: когда в первых поколениях Haldex вмешивались ABS и/или ESP, происходило размыкание муфты. Во время заноса, когда система стабилизации автомобиля пыталась его выровнять, или водитель жал на педаль тормоза до того, как срабатывала АБС, у машины не мог подключиться полный привод. Теперь же при срабатывании ESP муфта остаётся замкнутой, но вот с АБС всё же размыкается. Халдекс помогает стабилизирующей системе вернуть машину в исходное положение. ESP и Haldex успешно работают в паре, поэтому четвёртое и пятое поколения муфт ставят только на авто с системой стабилизации.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости