муфта haldex что такое
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.
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.
Муфта Haldex
№ 2 По просьбам подписчиков
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, антиблокировочной 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.
В последнем поколении муфты электронасос получил центробежный регулятор.
Центробежный регулятор муфты Халдекс – новое устройство муфты последнего поколения, функцией которого является измерение необходимого в системе рабочего давления.
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.
Вискомуфта (вязкостная муфта) – специальное механическое устройство, функцией которого является передача вращающего момента с помощью особой вязкой жидкости с дилатантными свойствами, благодаря которым жидкость увеличивает свою вязкость при возрастании скорости вращения ведущего или ведомого валов. Состоит из герметичного корпуса, в котором находятся близкорасположенные круглые пластины.
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»
Спасибо, что оцениваете мои старания, если что-то не упомянула-напишите, дополню)) так же продолжайте писать свои предложения, что бы вы хотели увидеть у себя в новостной ленте, Всем Удачи!
На все четыре: что такое муфта Haldex и как она эволюционировала
Муфта Haldex — один из важнейших элементов системы подключаемого полного привода. Если вы являетесь владельцем одного из автомобилей Volkswagen Group с поперечным расположением двигателя и полным приводом, Volvo с шильдиком AWD или, например, популярного кроссовера Land Rover прошлых поколений, то добро пожаловать в клуб! На вашей машине установлено небольшое хитроумное устройство, которое отвечает за циркуляцию тяги между осями, помогает выбраться из заснеженного двора и подстраховывает на скользкой дороге. При этом устройство и принцип действия муфт Haldex может существенно отличаться в зависимости от версии узла и, соответственно, года выпуска автомобиля.
Команда Autospot тестировала несколько таких автомобилей. Это Volvo XC40 и, конечно, хит на рынке семейных кроссоверов Skoda Kodiaq. Оба этих автомобиля в полноприводных версиях оснащаются именно муфтами Haldex пятого поколения. Различаются лишь настройки работы. Но вернемся к истории.
Первая итерация системы Haldex появилась в конце девяностых годов на Volkswagen Golf, спорткарах Audi TT и S3. Агрегат подключал задние колеса посредством сжатия расположенных в масляной ванне фрикционов гидравлическим насосом при возникновении разницы в угловых скоростях осей. Или, проще говоря, при пробусковке. В отличие от работающих с запаздыванием вискомуфт ранний «Халдекс» контролировался электроникой (она стравливала давление и управляла степенью сжатия фрикционов), а потому быстрее и точнее отбирала тягу.
Вторая версия муфты появилась в 2002 году и принципиально не поменялась, оставшись пассивной — срабатывающей лишь при возникновении проскальзывания колес. Впрочем, технический апгрейд ожидаемо произошел. Система получила электрогидравлический клапан взамен электромагнитного и стала работать еще быстрее. «Халдекс» первого поколения устанавливался отдельно от заднего дифференциала, в то время как новую версию муфты объединили с ним в единый блок. Заодно разработчики увеличили объем масла, добавили необслуживаемый фильтрующий элемент и модернизировали насос. Устройству, как и прежде, достаточно четверти холостого оборота передних колес чтобы отправить часть тяги на заднюю ось.
Третья генерация «Халдекса» увидела свет в 2004 году и претерпела ряд важных изменений. В конструкции появился электронасос увеличенной производительности и обратный клапан. Муфта стала гораздо смышленнее. Если раньше сигналом для сжатия фрикционов была пробуксовка, то теперь преднатяг создавался с упреждением в режиме реального времени – до начала проскальзывания и исходя из информации с разных датчиков. Скажем, водитель резко нажал на «газ». Система «видит» это благодаря информации с датчика положения педали акселератора и превентивно подключает заднюю ось. На полную блокировку узла требуется 150 миллисекунд.
Четвертый вариант многодисковой муфты дебютировал в 2008 году и утратил механический насос. На смену ему пришел электрический узел с рабочим давлением жидкости до 30 бар. Ее подачу к сжимающему фрикционы кольцевому поршню ограничивает электромагнитный клапан. На практике получается следующее – чем больше жидкости перепускает клапан, тем сильнее прижимаются диски и тем больше тяга, которую муфта может отбирать на заднюю ось. В большинстве случаев Haldex является епархией машин на переднеприводных платформах, но есть и исключение – узел ставили на среднемоторный гиперкар Bugatti Veyron и суперкар Lamborghini Aventador LP700-4.
Пятую и по сей день актуальную эволюцию муфты Haldex представили в 2012 году. Устройство продолжило функционировать по уже известному принципу, но традиционно без ряда новшеств не обошлось. В частности, у насоса появился центробежный регулятор для измерения необходимого рабочего давления в системе. Фактически он пришел на смену одновременно электромагнитному клапану и поддерживающему давление гидроаккумулятору. Интересно, что инженеры отказались от масляного фильтра — в «пятом» «Халдексе» замену жидкости следует производить не раз в 60 тысяч километров как прежде, а чаще. Наконец, муфта стала легче прошлой версии на 1,7 кг.
Принципиальное устройство современной многодисковой муфты довольно простое и изящное. Рядом с пакетом фрикционов находится электронный управляющий блок, электромотор с центробежным регулятором и аксиально-поршневой насос. «Мозги» собирают информацию с многочисленных датчиков двигателя, коробки передач, рулевого управления и антиблокировочной системы тормозов. Если у ранних итераций учитывалась пробуксовка, то теперь система отслеживает характер движения (накатом или под тягой), нажатие на педаль газа до начала движения, положение руля, поперечное ускорение. Огромный поток данных нужен для работы полноприводной трансмиссии с упреждением и ее постоянной готовности к разным внешним обстоятельствам. При этом даже при равномерном прямолинейном движении на заднюю ось отбирается до 10% крутящего момента.
Наверняка вы заметили, что Haldex чаще всего встречается на немецких автомобилях. Именно их системы полного привода очень популярны в нашей стране. Всем известные системы quattro от Audi, xDrive от BMW и 4matic от Mercedes-Benz имеют как различия, так и общие стороны. Наши друзья из Autospot разобрались в принципах их работы, чтобы вам было легче выбирать.
Последняя версия муфты Haldex заслужила высокие оценки. Она отлично настроена и может не только помочь в рядовых ситуациях, когда нужно погасить начинающийся занос или помочь автомобилю выбраться из снежной или ледяной ловушки, но и доставить удовольствие активному водителю алгоритмом работы, который умеет управлять скольжениями на зимней извилистой дороге.
Материал подготовлен совместно с Autospot
Все про муфту Haldex
Второе поколение муфты Haldex c 2001 года: Второе поколение муфты Халдекс по принципу работы ничем не отличается от первого поколения. Инженерами были сделаны только конструктивные и компоновочные улучшения.
Муфта стала срабатывать значительней быстрее — при угловой разнице между осями уже в 10 градусов, достигая полной блокировки при 20 градусах.
Изменения относительно муфты Haldex первой генерации:
Муфту Халдекс внедрили в один блок с задним дифференциалом, при этом гидравлический модуль стал отдельным компонентом с возможностью его легкой замены.
Электромагнитный клапан был заменен на электрогидравлический, что значительно повысило скорость работы системы.
Выросла производительность электронасоса подпитки.
Рабочий объем масла был увеличен для продления межсервисного интервала.
Четвертое поколение муфты Haldex с 2007 года: Четвертая генерация муфты Халдекс была впервые опробована на автомобиле Сааб 9-3 Турбо-икс в 2007 году, но под торговой маркой XWD.
По средствам CAN-шины блок управления муфтой получает всю необходимую информацию от датчиков автомбиля: поперечного ускорения, продольного ускорения, оборотов ДВС, положения педали газа, частоты вращения колес, выключателя стоп-сигнала и угла поворота руля. Основным является датчик педали газа. При нажатии на газ муфта Халдекс превентивно блокируется, не дожидаясь момента пробуксовки колес, что прекрасно заметно при прохождении поворотов под тягой. Важной особенностью четвертого поколения Haldex является требование наличия на машине системы ESP, т.к. Haldex использует и её данные в своей работе.
Для понимания и наглядности чуть ниже представлен график распределения общей мощности (WhlPwr) по передней (FwRIPw) и задней (RwRIPw) осям автомобиля Ауди ТТ на стоковом контроллере Haldex. На графике прекрасно видно быстрое убывание мощности на задней оси после 5000 об/мин, когда электроника распускает муфту и переводит момент на переднюю ось.
Начиная с четвертого поколения, в муфте Haldex используется новое масло (арт. G055175A2) в таре объемом 1 литр, ранее использовалось масло с арт. G052175A1. Необходимо понимать, что данное масло только для муфты Халдекс и оно не имеет никакого отношения к редуктору заднего моста.
— включения привода с сопровождением удара;
— запаздывание подключения задней оси колёс;
— толчки и удары при торможении;
— полное отключение системы полного привода;
— выход из строя насоса, датчика давления или соленоида муфты Халдекс.
Пятое поколение муфты Haldex с 2012 года: Пятая генерация муфты Халдекс является разработкой фирмы «Borg Warner». Принцип действия остался прежним, однако были сделаны множественные конструктивные модернизации. Главным из них является новое электро-гидравлическое сцепление с центробежным перепускным клапаном, которое устраняет необходимость в гидроаккумуляторе, клапане управления сжатием и фильтре. Муфта пятого поколения способна передавать момент до 3600 Нм.