Муфта халдекс 5 поколения

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 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.

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 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.

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

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.

Полноприводная трансмиссия с муфтой Haldex V: пятая задняя

Автомобильная электроника совершенствуется: быстрее реагирует, точнее работает. Не осталась в стороне и знаменитая многодисковая муфта «Халдекс», которая являет собой хитроумную смесь механики, гидравлики и электроники. Муфта пятого поколения — самая совершенная. Итак, исследуем полноприводную трансмиссию с межосевой муфтой «Халдекс V» на примере автомобилей Skoda.

По телу пробегает холодок — а вдруг не сработает? «Шкода-Йети» резко кивает, в ветровом стекле горизонт взлетает вверх, я вижу только землю и… Тр-тр-тр! Короткими автоматными очередями заговорили тормозные механизмы — сработал ассистент спуска с холма. И «Йети» потихоньку съезжает вниз.

Автомобильная электроника совершенствуется: быстрее реагирует, точнее работает. Не осталась в стороне и знаменитая многодисковая муфта «Халдекс», которая являет собой хитроумную смесь механики, гидравлики и электроники. На многие новые машины ставится муфта пятого поколения — самая совершенная. В том числе и на новые «шкоды».

Haldex 4

ЗАДАЧИ И ОБЯЗАННОСТИ

«Халдекс» — муфта с электронным управлением. Установлена перед задним межколесным дифференциалом и перебрасывает тягу на задние колеса — естественно, когда в этом есть необходимость. Например, на скользкой дороге. Или при троганье с места — чтобы эффективнее реализовать крутящий момент.

Блок управления «Халдексом» собирает данные по всему автомобилю — от датчиков двигателя, коробки передач, антиблокировочной системы, рулевого управления. Отдавая команду исполнительным механизмам муфты, компьютер учитывает не только пробуксовку колес, но и скорость, поперечное ускорение, положение руля, движение под тягой или накатом. Столь большой объем информации нужен для того, чтобы полноприводная трансмиссия заранее реагировала на возникающие на дороге ситуации. Например, при заблокированной муфте можно передать на заднюю ось максимум крутящего момента — чтобы вытащить автомобиль, попавший на скользкую поверхность передними колесами. Или, наоборот, убрать тягу с кормы и тем самым помочь другим системам при пробуксовке передних колес пресечь возникающий занос.

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 (подробности — ЗР, 2011, № 4). 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.

ОТЦЫ И ДЕТИ

На полноприводные «шкоды» изначально устанавливали четвертый «Халдекс». 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.

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! Надеемся, разработчики об этом не забыли.

«ХАЛДЕКС» И КОМПАНИЯ

Впервые на серийных машинах муфта «Халдекс» появилась в 1998 году. Ее примерили полноприводные «ауди» и «фольксвагены» с поперечно расположенными двигателями. В отличие от предшественницы — вискомуфты — «Халдекс» с его электронным управлением быстрее и точнее перекидывал тягу на заднюю ось. Ездить стало не только удобнее и интереснее, но и безопаснее. От поколения к поколению совершенствовалась гидравлика и механика, расторопнее и умнее становилась электроника, узел терял в массе и габаритах, что облегчало жизнь компоновщикам. «Халдекс» устанавливают не только на «шкоды» — многодисковую муфту с электронным управлением примеряют модели «Ауди», «Фольксваген», «Кадиллак», «Бугатти», «Опель», «Форд», «Ленд-Ровер», «Вольво».

Муфта Haldex: все об устройстве, неисправностях и обслуживании

1.3 Junior (105) AR 00530

Муфта Haldex является одним из основных элементов системы подключаемого полного привода, который встречается на все большем числе современных автомобилей. Суть работы муфты в том, чтобы контролировать и передавать крутящий момент. Последнее будет зависеть от степени замыкания муфты. В большинстве случаев момент передается к задней оси автомобиля от передней. Это довольно интересное устройство, с которым стоит ознакомиться даже тем автолюбителям, чей транспорт имеет совсем другой межосевой привод. Об устройстве муфты Haldex, ее эксплуатации и неисправностях – в материале АвтоПро.

Экскурс в историю

При конструировании автомобилей, оснащенных парой ведущих осей, появилось два варианта реализации межосевого привода . Речь идет о блокировочном и дифференциальном приводе. Идея блокировки привода изначально была крайне актуальной в случае такого транспорта, как трактор – он проходит по участкам как с твердой, так и очень мягкой почвой. Быстрое отключение и последующее включение в строй второй ведущей оси можно было реализовать несколькими способами. Легче всего это было бы сделать с помощью кулачковой или зубчатой муфты, воздействовать на которую водитель транспорта мог бы самостоятельно. Такое решение, кстати, остается актуальным и сегодня. Первые муфты на транспорте с полным приводом даже сейчас нельзя назвать безнадежно устаревшими. Однако конструкторы не перестают работать в данном направлении, так что сегодня мы знаем несколько интересных вариантов реализации привода. Среди них:

• Автоматический механизм;
• Вязкостная муфта.

В случае автоматических механизмов используются две роликовые муфты свободного хода. В самых первых конструкциях применялись т.н. раздаточные коробки, которые автоматически отключали передний мост при выходе на твердую дорогу. В свою очередь, если езда велась на слабых грунтах, то муфта находилась в замкнутом положении . Такое решение были успешно реализованы еще в 50-х годах в Америке. Отечественные аналоги работали несколько по-другому. Они использовали нормально разомкнутую храповую муфту, которая замыкалась в случае пробуксовки задней оси. Недостаток автоматических механизмов проявлялся тогда, когда автомобиль имел предельную нагрузку . При подключении ведущего моста задние мосты слишком сильно нагружались, что могло со временем вылиться в серьезную поломку.

Вязкостные муфты в системах автоматического подключения второй ведущей оси впервые появились в 80-х годах. Решение оказалось настолько удачным, что полный привод можно было создавать на базе моноприводных автомобилей. Как вы уже поняли, в таких системах использовались вязкостные муфты, иначе называемые вискомуфтами. Среди их достоинств: «мягкость» срабатывания, способность перераспределять крутящий момент. Главный недостаток: механизм мешал работе ABS. Муфтой попросту нельзя управлять через ЭБУ, к чему стремится современный автопром. Кстати, некоторые концерны экспериментировали с установкой не одной, а сразу двух вискомуфт. В этом преуспели Nissan и Subaru .

Устройство муфт Haldex

Запчасти на subaru outback

Запчасти на mazda 2

Хотелось бы начать разбор устройства муфты Haldex, однако делать слету нельзя по ряду причин. Во-первых, существует аж 5 поколений таких муфт, а значит, нужно разбираться с каждым поколением. Во-вторых, без понимания принципа работы подключаемого полного привода (AWD) разобраться с местом муфты в этой системе будет очень сложно. Давайте начнем по порядку.

Основным отличием подключаемого полного привода от более привычного постоянного является то, что в нем отсутствует центральный дифференциал. В обычных условиях большая часть крутящего момента будет передаваться лишь на одну ось (для Haldex это передняя), а в случае нужды в работу включится и вторая ось. Не совсем правильно считать, что муфта блокирует или некоторый процент крутящего момента, или не блокирует его вовсе и включается в работу продолжительное время. На самом деле в муфтах Haldex вне зависимости от поколения поддерживается некоторое давление в гидросистеме . Этого давления хватает для предварительной блокировки муфты на 5-10%. При этом на заднюю ось попросту нельзя передать большую часть крутящего момента – только 50%. Потери крутящего момента, о которой говорят неопытные автолюбители, не происходит, иначе бы в таких муфтах попросту не было бы смысла и им подобрали более эффективную замену.

Теперь мы смело можем приступить к рассмотрению различных поколений муфт Haldex . Итак, первое поколение, увидевшее свет в 1998 году. Такая вискомуфта блокируется в зависимости от того, насколько сильно пробуксовывают колеса на передней оси . Именно такие муфты обеспечивали внезапное подключение задней оси при, например, вхождении в поворот, что очень не нравилось автолюбителям. Хоть муфты Haldex с течением лет серьезно дорабатывали, уже в первом поколении наметилась основа подобных устройств. К этой основе относятся:

• Электрические компоненты: блок управления, электромотор, электромагнитный клапан, электронасос;
• Механические и гидравлические компоненты: регулятор, фланец, барабан, ступица, фрикционные диски, гидравлический насос.

За блокировку муфты отвечает гидравлический насос – как только включается в работа, масло начинает давить на исполнительный цилиндр, прижимающий диск сцепления. Электрический насос позволяет гидравлическому срабатывать несколько быстрее, заранее поджимая диски сцепления . Электромагнитный клапан помогает быстро снизить давление в системе и разъединять диски. Кстати, последний может получить сигналы от ESP и ABS систем и разблокировать муфту полностью.

Муфта Haldex 2 поколения, выпущенная в 2002 году, от своей предшественницы почти ничем не отличалась. Хотя в ней есть несколько интересных моментов. Во-первых, второе поколение интегрировали с задним дифференциалом – муфта стала как бы вынесенным компонентом, так что ее стало проще демонтировать и обслуживать. Во-вторых, электромагнитный клапан заменили на электрогидравлический. Меньше компонентов, меньше сложностей – эффективнее работа. В-третьих, муфту стали оснащать более производительным электрическим насосом. Еще один приятный момент: система стала работать с большим объемом масла, а значит, ее приходилось реже обслуживать. Что касается муфты Haldex 3 поколения, то она, равно как и предыдущая, не удивила автолюбителей какими-либо новинками. В ней был установлен более производительный насос и электрогидравлический клапан. Полная блокировка теперь осуществлялась за 150 миллисекунд. Третье поколение также называется Prex.

Муфты Haldex 4 поколения, представленная в 2007 году, уже претерпела очень серьезные изменения. Механизм стал быстрее и надежнее. Кроме того, практически пропали неверные срабатывания , вызванные обычным поведением на дороге. Вот над чем работали инженеры ведущих автоконцернов все это время:

• Муфта перестала блокироваться, руководствуясь исключительно разницей между скоростью вращения передней и задней оси;
• Управление стало полностью электрическим;
• Гидравлический насос был заменен одним мощным электрическим насосом;
• Было серьезно сокращено время полной блокировки муфты;
• Передача крутящего момента задней оси начала корректироваться блоком управления, подающим сигналы клапану управления замыкания.

Так, например, значительной скорости срабатывания удалось достигнуть «подготовкой» муфты к возможной пробуксовке – при сильном увеличении газа, к примеру. Предварительное давление увеличилось аж до 30 атмосфер. Теперь муфтой управлял только электронный блок, получавший информация от датчиков по CAN шине . Кроме того, теперь муфта Haldex размыкалась при получении сигнала только от ABS, тем временем как при получении сигнала от ESP муфта могла остаться разомкнутой. Здесь важно отметить, что Haldex 4 поколения устанавливали именно на авто с ESP системой .

Последним на момент написания данного материала является 5 поколения муфт полного привода Haldex. Несмотря на то, что многие автолюбители ждали технологических новинок, разница между пятым и четвертым поколениями оказалась значительно. Еще немного изменилось время для полной блокировки и увеличился эксплуатационный ресурс . Если подробнее, то вот что было сделано:

• Удален масляный фильтр, клапан управления замыкания N373 и аккумулятор давления;
• Добавлен улучшенный насос муфты и блок управления J492;
• В конструкция были добавлена втулка с масляными каналами, а также предохранительный клапан;
• Несколько изменена форма корпуса.

По сути, это дополненный вариант Haldex 4 поколения. Механизм достаточно надежен и просто в обслуживании. Как и в случае муфт предыдущих поколений, масло в нем стоит менять не позже 40 тысяч километров пробега. В муфтах пятого поколения не нужно менять фильтр (конструктивно он отсутствует), однако при полном обслуживании необходимо снимать насос и осматривать «начинку» муфты на предмет загрязнений, которые потребуется удалить.

Неисправности муфты Haldex

Вообще, муфта в системах подключаемого полного привода редко выходит из строя. Это довольно надежное и живучее электромеханическое устройство , которое при своевременном обслуживании может служить довольно долго. Признаки неисправности муфты у разных марок и моделей авто могут несколько отличаться, но, как правило, автолюбители говорят о следующем:

• Потеря герметичности, утечка масла;
• Загрязнение вследствие нерегулярной замены масла и фильтра;
• Выход из строя блока управления, солениода;
• Появление ошибки (возникает только на поздних этапах);
• Выход из строя насоса.

Как правило, мастера по обслуживанию муфт Haldex отмечают сильную загрязненность механизма, являющуюся следствием нерегулярной замены масла и фильтров. Несколько более редкой проблемой является выход из строя насоса. Со временем изнашиваются его щетки, подшипники, а также перегревается медная обмотка. В еще более редких случаях из строя выходит блок управления, который весьма подвержен коррозии. При обслуживании муфты Haldex 5 поколения рекомендуется каждые 32-40 тысяч км. пробега производить демонтаж насоса, очистку заборной сетки, промывку масляного канала и залив новой жидкости.

Выбор новой муфты Haldex

Вообще, муфта системы подключения полного привода стоит очень серьезных денег. Так, например, новые муфты для последних автомобилей концерна VAG могут стоить до нескольких тысяч долларов. Ничего удивительного в том, что автолюбители до последнего пытаются отремонтировать имеющуюся муфту, а после ремонта следят за исправностью механизма и вовремя его обслуживают. Как саму муфту в сборе, так и ее комплектующие можно найти по следующим параметрам:

1. Данные автомобиля (марка, модель и обязательно год выпуска);
2. Код имеющейся запчасти;
3. VIN-код транспорта.

Первый вариант является довольно простым и надежными. Однако автолюбителю все равно стоит быть предельно внимательным . Для начала стоит выяснить, какого поколения муфта уже установлена на его автомобиль, а уже в ходе поиск сопоставлять поколение имеющейся муфты с тем, для какого поколения предназначены найденные запчасти. Например, насос для муфт Haldex 1 поколения не удастся использовать в качестве замены насоса муфты последующих поколений. Если были выявлены неисправности, есть вероятность того, что придется производить чистку, замену масла, фильтра и насоса. Заметьте, что в муфты заливают специальное масло – его нужно искать отдельно. Что касается насосов, то в отдельных случаях их удается отремонтировать. В продаже можно найти подходящие ремкомплекты. В них входят следующие детали:

Как правило, один ремкомплект подходит к целому набору муфт Haldex одного поколения. Так, например, совместимые с комплектующими VAG ремкомплекты подходят также для некоторых автомобилей от GM и Volvo . Совместимость можно уточнить, ведя поиски по указанным выше параметрам, или же руководствуясь данными с тематических форумов. Напоминаем, что ремонт муфты Haldex обходится намного дешевле, чем покупка нового механизма. Впрочем, учитывайте, что даже запчасти и технические жидкости для муфты могут неприятно удивить покупателя своей высокой ценой. Не самым плохим решением будет также покупка отреставрированных муфт. На реставрацию идут только оригинальные муфты и, как показала практика, с ними работают весьма неплохие мастера.

Вывод

Муфта Haldex является очень важным компонентом системы подключаемого полного привода. Именно она отвечает за адекватное и своевременное включение полного привода в зависимости от условий езды. Автолюбителям стоит понимать, что такие муфты представлены аж пятью поколениями, причем каждое последующее поколение все сильнее отличается от предыдущего. Чем новее поколение, тем дороже обходится его ремонт и обслуживание. Но не стоит беспокоиться – если уделять муфте должное внимание, она долго не выйдет из строя. Достаточно будет вовремя менять масло и, опционально, фильтр, чтобы механизм служил долго и исправно.

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

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.

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.

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.

Принципиальным отличием четвертого поколения муфьы от предыдущих был отказ от включения в конструкцию агрегата механического насоса и переход на электрогидравлическую схему работы, что привело к заметному упрощению конструкции. Блокировка муфты стала независимой от угловой разницы вращения передней и задней осей, что позволяет на постоянной основе перекидывать назад значительный момент (примерно 10%). А из-за увеличенного примерно до 30 атмосфер давлению в гидроаккумуляторе – уменьшилось время, которое необходимое для полной блокировки муфты.

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.

Из-за полного отказа от гидравлического насоса – конструкция муфты Халдекс четвертого поколения сильно упростилась. Количество дисков в пакете фрикционов зависит от передаваемого крутящего момента – соответственно на различных моделях автомобилей это количество отличается друг от друга. Например, для полноприводной Skoda Octavia предельный крутящий момент равняется 2000 Нм, а для Volkswagen Tiguan – это значение уже 2400 Нм.

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.

Заявленный интервал смены масла и фильтра равен 60 тыс. км, Производитель по регламенту замену фильтра не предусматривает. Но как показывает практика – это необходимо. В противном случае можно столкнуться со следующими проблемами:

– 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.

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”