Муфта Haldex поколения устройство и принцип работы

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.

  • постоянный полный привод с электронным регулированием многодисковой муфты;
  • сохранение достоинств переднего привода;
  • отсутствие повышенных напряжений в трансмиссии при парковке и маневрировании;
  • отсутствие критической чувствительности к наличию различных шин (например, аварийного колеса);
  • отсутствие ограничений при буксировке с вывешенной осью;
  • возможность неограниченной сочетаемости с системами ABS, EDS, ASR и ESP.

Передача крутящего момента при полном приводе

Новая схема передачи крутящего момента при полном приводе разработана на базе новой многодисковой муфты сцепления для автомобилей на платформе A концерна. Новая муфта представляет собой компактный агрегат, который устанавливается на том же месте, где была вискомуфта, применявшаяся в прежнем приводе.

Крутящий момент от двигателя передается через коробку передач, главную передачу передней оси и привод передней оси на карданный вал. Карданный вал связан с входным валом муфты. В муфте «Haldex» разъединяется жесткая связь между входным валом и выходным валом на главную передачу задней оси. Передача крутящего момента на главную передачу задней оси может быть осуществлена только через сжатый пакет дисков муфты «Haldex».

Подрамник задней оси выполнен максимально плоским с тем, чтобы по возможности увеличить объем салона. Разнесенное местонахождение пружин подвески и амортизаторов позволяет сохранить характеристики подвески переднеприводного автомобиля и прежнюю ширину салона в задней его части.

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.

Изменения в ходовой части

Применение полного привода потребовало использование новой задней оси и новой подвески задней оси.

Изменения в системе подачи топлива Топливный бак полноприводных автомобилей вследствие наличия более узкого свободного пространства для его размещения имеет другие формы по сравнению с топливным баком переднеприводного автомобиля.

Наличие туннеля в баке обеспечивает необходимое пространство для размещения карданного вала. Поэтому топливный бак как бы состоит из двух частей.

Электорный насос имеет привод от двухступенчатого топливного насоса через сливную магистраль и подает топливо из левой половины бака в подпорный корпус топливного насоса. Датчики запаса топлива G и G169 подключены последовательно. R1 R2 = Rсуммарн. Показание передается на многофункциональный указатель в приборном щитке.

Читать далее:  Система выпуска отработавших газов устройство и принцип работы

Многодисковая муфта «Haldex» состоит из элементов, которые могут быть объединены в три основные группы (части).

  • Механическая часть
  • Гидравлическая часть
  • Электрическая часть

Механическая часть состоит из следующих основных возвратно-поступательных и вращающихся деталей. К ним относятся:

  • входной вал;
  • наружные и внутренние диски;
  • ступица;
  • роликовые опоры с кольцевыми поршнями;
  • выходной вал.

Гидравлическая часть состоит из следующих основных устройств:

  • напорные клапана;
  • аккумулятор;
  • масляный фильтр;
  • кольцевые поршни;
  • регулировочный клапан.

Электрическая часть состоит из следующих основных устройств:

  • топливный электронасос;
  • серводвигатель для регулировочного клапана;
  • датчик температуры;
  • блок управления.

Применение кольцевых сдвижного и рабочего поршня. Выходной вал (на рисунке красного цвета) представляет собой от ступицы до ведущей шестерни единое целое. Внутренние диски связаны с выходным валом через шлицы.

Входной вал муфты (на рисунке синего цвета) связан с карданным валом. При вращении входного вала приходят в движение роликовые опоры для сдвижных поршней и для рабочего поршня, а также наружные диски.

В момент ускорения ведущий вал проворачивается вместе с роликовой опорой сдвижного поршня вокруг еще неподвижной ступицы выходного вала. При этом роликовая опора сдвижного поршня проходит по волнистой поверхности торца ступицы. Возникающие при этом перемещения роликовой опоры вверх-вниз передаются сдвижному поршню.

Вследствие этого поршень сдвигается и создает давление масла. Это давление передается через масляный канал на рабочий поршень. Рабочий поршень под давлением масла сдвигается влево по направлению к роликовой опоре и нажимному диску всего пакета дисков. Пакет дисков сжимается. Таким образом возникает связь между входным и выходным валом, тем самым достигается привод всех колес автомобиля.

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.

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.

Механическая часть

При разнице в частоте вращения передней и задней осей корпус наружных дисков поворачивается вместе с роликовыми опорами вокруг выходного вала таким образом, что роликовые опоры сдвижного поршня обкатываются по торцу ступицы. Вследствие волнистой поверхности торца ступицы роликовым опорам сдвижного поршня придается возвратно-поступательное движение, которое в свою очередь сообщается сдвижному поршню, размещенному в корпусе.

Выходной вал со шлицами для внутренних дисков образует со ступицей и шестерней единое целое. Роликовые опоры на этом рисунке представлены только для лучшей наглядности.

Корпус наружных дисков со шлицами для наружных дисков и роликовыми опорами составляет единое целое с входным валом. Роликовые опоры находятся, как показано на рисунке, в корпусе наружных дисков.

Из-за возвратно-поступательного движения сдвижного поршня возникает давление масла, которые через масляный канал передается на рабочий поршень, который под давлением масла сдвигается влево.

Через роликовые опоры рабочего поршня давление посредством нажимного диска передается на пакет дисков. Муфта включается и обеспечивает механическую связь между передней и задней осями.

Отсутствие давления в гидросистеме Ограничительный клапан определяет величину максимального давления на диски муфты. Отдельные элементы системы представлены на последующих страницах. С процессом создания давления сдвижным поршнем вследствие разности в частоте вращения входного (синего цвета) и выходного вала со ступицей (красного цвета) Вы ознакомились на предыдущих страницах. Давление масла регулируется клапанами. Таким образом, возможно определенное проскальзывание муфты в свободном и почти сжатом состоянии.

Для большей иллюстративности изложения на предыдущих страницах мы познакомили Вас с работой муфты, в которой один сдвижной поршень. В действительности в корпусе муфты таких поршней два, на которые воздействует пара роликовых опор. Поэтому также необходимы два впускных и два напорных клапана.

А вдруг зря облегчили муфту

Муфта Haldex поколения устройство и принцип работы

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.

Читать далее:  Можно ли менять шкив коленвала шестерню от 2110 модели на ВАЗ 2115

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.

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.

Гидравлическая часть

Масляный насос включается при частоте вращения двигателя более 400 об/мин. Через сетку насос забирает масло (жидкость для гидросистем) из полостей внутри корпуса муфты, где отсутствует давление масла), и прокачивает масло через фильтр и впускные клапана к сдвижным поршням. Благодаря этому сдвижные поршни подпитываются маслом и одновременно через роликовые опоры прижимаются к ступице и удерживаются в таком состоянии.

Одновременно масло через регулировочный клапан и через напорные клапана попадает в рабочий поршень, который также занимает прижатое положение. Кроме того, благодаря наличию предварительного давления выбираются люфты в пакете дисков, что повышает быстродействие муфты. Предварительное давление в 4 бар обеспечивается аккумулятором. Еще одной функцией аккумулятора является выравнивание колебаний давления масла.

Созданное сдвижными клапанами давление масла через напорные клапаны достигает рабочего клапана. Пакет дисков сжимается и осуществляет механическую связь между входным (синим) и выходным (красным) валами. Величина давления на диски определяется регулировочным клапаном. Серводвигатель, управляемый блоком управления муфты, определяет положение регулировочного клапана.

Регулировочный клапан открыт примерно на одну треть, так что часть масла через аккумулятор сливается в масляный поддон. Поэтому существует ограничение давления, благодаря чему муфта может передать только ограниченный по величине крутящий момент. Таким образом, при определенных режимах движения автомобиля муфта может передавать ограниченное по величине тяговое усилие на заднюю ось.

Регулировочный клапан открыт, так что масло через регулировочный клапан и аккумулятор сливается в поддон. Поэтому в рабочем цилиндре нет давления. Пакет дисков не поджат, передачи крутящего момента нет. Аккумулятор поддерживает в сливной магистрали регулировочного клапана предварительное давление. В сливной магистрали регулировочного клапана имеется предварительное давление (4 бар).

Электрическая часть

Частота вращения коленчатого вала Когда двигатель работает, ротор датчика G28 двигается мимо самого датчика, в котором возникает переменный ток, частота которого зависит от частоты вращения двигателя. Частота переменного тока служит для опознавания частоты вращения двигателя блоком управления. Момент зажигания.

Датчик положения педали акселератора G79/G185 служит для передачи информации о намерениях водителя блоку управления двигателем. Датчик дает соответствующий аналоговый сигнал о положении педали акселератора системе Motronic. Для безотказной работы электронного привода акселератора в датчике положения дроссельной заслонки имеется два независимых друг от друга потенциометра G79 и G185.

Блок управления проверяет работоспособность обоих датчиков G79 и G185, характеристики которых различаются (см. графики). Если один из датчиков выходит из строя, работает другой датчик, а на щитке приборов загорается сигнальная лампа K132 о неисправности в управлении дроссельной заслонки. E-Gas: дроссельная заслонка с электрическим приводом Механический привод дроссельной заслонки заменен электронным управлением ею.

Блок управления фирмы «ITT-Automotiv» вместе с гидромодулем выполнен как единая конструктивная группа и расположен слева в моторном отсеке. При включении зажигания происходит самопроверка блока управления. Блок управления состоит из двух компьютерных систем для повышения надежности прибора. Наряду с контролем работы отдельных компонентов АБС обе компьютерные системы контролируют работу одна другой.

  • датчиков частоты вращения колес;
  • включателя сигналов торможения;
  • включателя по положению рычага стояночного тормоза;
  • датчика продольного ускорения.

Если автомобиль оборудован системой стабилизации, то необходимое регулирование этой системой имеет преимущество перед регулированием полного привода. Последствия при отсутствии сигнала При полном отказе блоков управления, что в принципе маловероятно, в распоряжении водителя остается еще обычная тормозная система без регулирования АБС и полного привода.

Датчик частоты вращения колеса определяет изменения скорости колеса и передает эту информацию блоку управления. Этот датчик расположен около фланца оси. На фланце оси размещен ротор датчика таким образом, что он при вращении колеса проходит мимо головки датчика. В местах канавок между зубьями ротора магнитные силовые линии прерываются.

  • Отсутствие регулирования АБС.
  • Отсутствие регулирования полного привода.

Отказ датчика частоты вращения одного колеса не вносит ограничений на регулирование полного привода.

Датчик продольного ускорения G249 размещен на правой A-стойке кузова. При включенной муфте «Haldex» передние и задние колеса жестко связаны. Расчет истинной скорости автомобиля ведется по данным датчиков частоты вращения колес и при определенных условиях может дать некорректные результаты при низких значениях коэффициента сцепления и включенной муфте «Haldex».

Читать далее:  Каско с франшизой - что это такое? Плюсы и минусы

Замеренная величина продольного ускорения служит для контроля теоретически рассчитанной скорости автомобиля. Последствия при отсутствии сигнала Без дополнительного измерения продольного ускорения при неблагоприятных условиях истинная скорость автомобиля может быть не получена. Наблюдаются отказы в действии системы стабилизации и контроля тяги.

Включатель сигналов торможения F расположен у верхней части педали тормоза и закреплен на опоре педали.

Включатель сигналов торможения дает информацию «Тормозная педаль нажата» блоку управления АБС J104. Посредством шины данных CAN блок управления передает информацию блоку управления муфты «Haldex», благодаря чему при торможении последний тотчас же через серводвигатель открывает регулятор давления и в муфте падает давление масла.

Включатель по положению рычага стояночного тормоза F9 размещен снизу рычага стояночного тормоза. Включатель дает информацию «Стояночный тормоз включен» блоку управления АБС J104 и одновременно блоку управления муфты «Haldex» J492. В то время как блок управления АБС передает посредством шины данных «отфильтрованную» информацию блоку управления муфты «Haldex», этот блок получает информацию от включателя по положению рычага стояночного тормоза напрямую. Когда сигнал от этого включателя F9 опознан, муфта «Haldex» выключается.

Датчик температуры муфты «Haldex» G271 расположен около регулировочного клапана в корпусе блока управления муфты «Haldex» и омывается жидкостью для гидросистем.

Температурный датчик определяет действительную температуру жидкости для гидросистем и передает информацию блоку управлению муфты «Haldex». Эта информация служит для коррекции величины проходного сечения сливного отверстия регулировочного клапана в соответствии с изменениями вязкости жидкости для гидросистем.

Блок управления муфты «Haldex» связан через шину данных CAN с блоками управления АБС и двигателя. По сигналам от этих блоков управления блок управления муфты «Haldex» определяет, какое необходимо давление для сжатия пакета дисков муфты. Величина давления на пакет дисков определяет величину передаваемого крутящего момента на заднюю ось.

На автомобилях с автоматической коробкой передач имеет место обмен сигналами через шину данных CAN между блоками управления двигателя и коробки передач.

Серводвигатель питается от блока управления муфты «Haldex» и работает шаговый двигатель. Через небольшое зубчатое колесо по приказу блока управления муфты серводвигатель изменяет высоту подъема регулировочного штифта в регуляторе давления. Изменение высоты подъема штифта ведет к изменению пропускного сечения сливного отверстия в регуляторе давления, что и определяет величину давления рабочего поршня на пакет дисков муфты.

Напорный электронасос укреплен на корпусе муфты «Haldex». На насос с блока управления муфты подается электропитание тогда, когда после запуска двигателя его скорость достигнет 400 об/мин. Напорный электронасос запитывается непосредственно от блока управления муфты.

Насос подает масло к сдвижным поршням, которые под давлением масла через роликовые опоры прижимаются к ступице. Одновременно масло подается и к рабочему поршню. Благодаря этому выбираются зазоры в пакете дисков, что обеспечивает быстрое включение муфты.

Парковка Разгон Движение с высокой скоростью
Разница в частоте вращения передней и задней осей малая большая незначительная
Необходимый крутящий момент на задней оси незначительный большой незначительный
Режим муфты большое давление на диски большое давление на диски, вплоть до максимального; регулирование системой стабилизации может давление повысить муфта включена по мере необходимости
Входные сигналы — крутящий момент двигателя
— частота вращения двигателя
— положение педали
акселератора
— 4 датчика частоты вращения колес
— крутящий момент двигателя
— частота вращения двигателя
— положение педали акселератора
— 4 датчика частоты вращения колес
— крутящий момент двигателя
— частота вращения двигателя
— положение педали акселератора
— 4 датчика частоты вращения колес
Движение по ухабистой дороге Движение с аварийным колесом Торможение Буксировка при неисправности Проверка тормозов (на роликовом стенде)
колеблется между малой и большой от нормальной до большой от нормальной до большой большая большая
колеблется между малой и большой незначительная 0 0 0
муфта включена; давление доходит до максимального выключена или частично включена выключена выключена; электронасос выключен (при выключенном зажигании) выключена; электронасос выключен (при выключенном зажигании)
— крутящий момент двигателя
— частота вращения двигателя
— положение педали акселератора
— 4 датчика частоты вращения колес
— корреспонденция по шине данных CAN
я — частота вращения двигателя
— положение педали акселератора
— 4 датчика частоты вращения колес
— корреспонденция по шине данных CAN
— 4 датчика частоты вращения колес
— через блок управления АБС
— 4 датчика частоты вращения колес
— через блок управления АБС
— включатель сигналов торможения
частота вращения двигателя менее 400 об/мин частота вращения двигателя менее 400 об/мин

Полная информация в .pdf доступна здесь.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector