Haldex
Навигация
Навигация
Haldex — это название фрикционной муфты подключаемого полного привода, разработка которой принадлежит компании из Швеции «Haldex Traction». Вкратце принцип работы муфты можно описать как передача вращающегося момента с помощью гидравлически сжимаемого пакета фрикционов. В разные годы муфта Халдекс применялась на многих марках и моделях автомобилей, таких как: Ауди, Бугатти, Вольво, Ламборжини, Лэнд Ровер, Мазда, Сааб, Сеат, Фольксваген и Форд. На данный момент муфта Халдекс имеет пять различных поколений.
Первое поколение муфты Haldex с 1998 года: Работа муфты Haldex первого поколения основывается на гидравлически сжимаемом мокром пакете фрикционов. Механический насос, который питает гидравлику, приводится разницей в скоростях вращения ведущего и ведомого валов. По такому принципу работы муфта Халдекс первого поколения начинает свою работу только при условии достаточно существенном проскальзывании (не меньше 1/4 оборота колеса).
Кулачковые шайбы гидравлического насоса, обкатываясь по волнообразной рабочей поверхности, толкают поршни насосов, которые накачивают масло в исполнительный цилиндр, который, в свою очередь, сжимает пакет фрикционов.
Тонкая регулировка степени сжатия фрикционов производится с помощью стравливания давления электроникой в случаях, когда:
— автомобиль двигается с малой скоростью (например паркуется);
— автомобиль двигается с высокой скоростью;
— во время движения автомобиля используется стояночный тормоз;
— в нажатом состоянии находится педаль тормоза.
В состоянии покоя муфта Халдекс первого поколения находится в небольшом преднатяге (97.5% момента приходится на переднюю ось, а 2.5% момента приходится на заднюю ось). Преднатяг получается за счет зацепления дисков фрикциона вследствие вязкого трения в слое масла между ними. При блокировке муфты момент тут же перераспределяется в пропорции «фифти-фифти».
Поведение автомашины с такой муфтой на скользкой дороге неоднозначно и выражается во внезапном подключении задней оси автомобиля, что особенно бросается в глаза при поворотах, когда недостаточная поворачиваемость неожиданно становится избыточной.
В конструкции муфты Haldex первого поколения присутствовал подпиточный электронасос с давлением в четыре атмосферы, который был необходим для поддержки системы под давлением и ускорения ее срабатывания. Однако, давление, которое дает электронасос, является недостаточным для сколько-нибудь заметного преднатяга и оно способно только удерживать фрикционы в немного прижатом состоянии.
Отсутствие давления в гидросистеме
Возможно определенное проскальзывание муфты в свободном и почти сжатом состоянии. В корпусе муфты два рабочих поршня, на которые воздействует пара роликовых опор. Поэтому впускных и напорных клапанов тоже два.
Гидросистема под предварительным давлением
Масляный насос включается при частоте вращения мотора при показателях более 400 об/мин, через сетку забирает рабочую жидкость гидросистемы(масло) из полостей внутри корпуса муфты, где давленя нет, и прокачивает жидкость через фильтр и впускные клапана к сдвижным поршням. Сдвижные поршни питаются рабочей жидкостью и одновременно с этим через роликовые опоры — прижимаются к ступице и удерживаются в таком положении.
Одновременно рабочая жидкость гидросистемы через регулировочный и напорные клапана попадает прямяком в рабочий поршень, который также занимает прижатое положение. Предварительное давление выбирает люфты в пакете дисков, что повышает быстродействие муфты.
Предварительное давление в 4-е бара обеспечивается аккумулятором. Еще одной функцией аккумулятора является выравнивание колебаний давления рабочей жидкости гидросистемы.
Давление над сдвижными клапанами, регулировочный клапан закрыт
Созданное сдвижными клапанами давление рабочей жидкости(масла) через напорные клапаны достигает рабочего клапана. Пакет дисков сжимается и передает момент между входным (синим) и выходным (красным) валами. Величина давления на диски определяется регулировочным клапаном.
Серводвигатель по командам блока управления муфты Халдекс определяет положение регулировочного клапана. Когда регулировочный клапан находится в закрытом состоянии, на пакет дисков воздействует самое максимальное по величине давление (определяется ограничительным клапаном).
Давление над сдвижными клапанами, регулировочный клапан открыт на 1/3
Регулировочный клапан открыт примерно на 1/3, поэтому часть рабочей жидкости (масла) через аккумулятор сливается в масляный поддон. Давление ограничено, и муфта может передать только ограниченный по величине крутящий момент. Таким образом, при определенных режимах движения автомобиля муфта Халдекс может передавать ограниченное по величине тяговое усилие на заднюю ось.
Давление над сдвижными клапанами, регулировочный клапан полностью открыт
Регулировочный клапан открыт полностью, так что рабочая жидкость через регулировочный клапан и аккумулятор сливается в поддон. Из-за этого в рабочем цилиндре нет давления. Пакет дисков не поджат, а передача крутящего момента отсутствует. Аккумулятор поддерживает в сливной магистрали регулировочного клапана предварительное давление в 4-е бара.
В том случае, если случился перегрев рабочей жидкости муфты и показания температуры превысили 100 градусов, то электроника отключает муфту до момента ее охлаждения.
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.
Третье поколение муфты Haldex с 2006 года: Третья генерация муфты Халдекс дебютировало на автомобиле Land Rover Freelander II. Чуть позже вся линейка автомобилей Вольво с полным приводом «Instant Traction» была укомплектована данной муфтой.
Начиная с третьей генерации, муфта Haldex получила возможность преднатяга пакета фрикционов при помощи специального электронасоса (торговой марки «PreX»), что давало возможность замыкания муфты по командам электроники даже на стоящем на месте автомобиле. Т.к. подпиточный электронасос использовался и на прошлых версиях муфты, то можно сказать, что только в третьем поколении муфты Халдекс электронасос получил минимально необходимого давления. Полная блокировка муфты достигалась за 150-ой миллисекунд. Необходимость подключения системы полного привода определяется электроникой в реальном времени по данным передаваемым от датчика положения педали газа, угла поворота руля и т.д.
Однако, стоит отметить, что в гидравлической системе муфты третьего поколения в качестве основного все ещё используется механический насос из-за недостаточного давления, которое давал электронасос.
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.
Главным механизмом муфты пятой генерации является поршневой насос со встроенным центробежным регулятором. Он создаёт давление в гидросистеме муфты и регулирует его, а блок управления J492 постоянно поддерживает насос во включенном состоянии.
Поршневой насос приводится валом от электродвигателя. Установленный под углом упорный шарикоподшипник (качающаяся шайба) поочерёдно нажимает подпружиненные поршни шести цилиндров. При вращении барабана насоса поршни совершают возвратно-поступательное движение. Масло поступает в камеры и подаётся затем от стороны нагнетания к кольцевому поршню и во внутреннюю часть центробежного регулятора.
Встроенный центробежный регулятор управляет давлением масла и состоит из центробежных рычагов и центробежных клапанов — в шаровидной форме. При вращении рычаги регулятора под воздействием центробежной силы отжимаются наружу и прижимают шарики клапанов к их сёдлам.
Давление масла подается на кольцевой поршень в результате совместной работы поршневого насоса и центробежного регулятора. Кольцевой поршень сжимает пакет дисков фрикциона с различной силой. Величина усилия сжатия определяет передаваемый на заднюю ось крутящий момент.
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.
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.
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.
При снижении частоты вращения электродвигателя сила нажатия центробежных рычагов на шарики клапанов снижается. Через образующийся зазор масло перетекает в масляный поддон. Рабочее давление масла снижается. Между центробежными усилиями и гидравлическим давлением вновь устанавливается равновесие.
После каждой замены насоса муфты и блока управления необходимо выполнять базовую установку. В ходе такой базовой установки привод муфты Халдекс сначала прокачивается, а после этого калибруется на 0 и на 44 бар. В результате этой калибровки устанавливается — какая именно сила тока необходима для поддержания нужного давления. Блок управления насоса использует эту нелинейную характеристику, чтобы определить значение тока, которое необходимо для реализации крутящего момента, передаваемого на заднюю ось в той или иной ситуации. При сбое базовой установки устанавливаются значения по умолчанию, заданные производителем. Прокачка и калибровка выполняются автоматически в ходе каждой поездки.
Управление муфтой осуществляется блоком управления по заложенной в нём динамической модели. Важные для регулирования сигналы, такие как скорость вращения колёс, положение автомашины и испытываемое им ускорение, идут от блока управления ABS J104. Другие сигналы, например, развиваемый общий крутящий момент, идут 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.
Т.к. пятое поколение муфты Халдекс не имеет в своей конструкции фильтра, то оно требует смены масла каждые 20-40 тыс. км. Если этого не делать, муфта очень быстро выходит из строя.
Подключаемый задний привод на Вольво — разработка Haldex, но производитель все модули, насосы, электронные блоки величает DEM, не вдаваясь в подробности конструкционных особенностей всей системы, дадим общие понятия принципа работы заднего привода.
На Вольво AWD ХС90, ХС70, ХС60 — передний привод ведущий (работает постоянно), а задний включается при пробуксовке одного из колес переднего привода. Выглядит — это так: датчики ABC считывают расхождения скорости вращения на передних колесах и подают сигнал электронным блокам управления, которые управляют муфтой включения заднего привода.
Муфта в сборе (конструкционные особенности и внешний вид менялся, в зависимости от года выпуска авто) — принцип работы остался неизменным.
- Муфта DEM — устройство состоящие из набор фрикционных дисков управляемых гидравлически
- Электронный модуль управления DEM
- Насос муфты DEM — создает давление в муфте ,непосредственно запускает давление обеспечивающее сцепление фрикционов которые приводят в движение задний редуктор .
- Датчик — считывающий давление в муфте.
Регламент обслуживания муфты Haldex Volvo
В самой муфте находится некий объем масла необходимый для работы системы, так как условия тяжелые масло теряет свои свойства и загрязняется стружкой, выработкой от фрикционов.
В масляной системе расположены два фильтра ,один основной (фильтрующий элемент) и сеточка на насосе Haldex. При обслуживание муфты мы предлагаем нашим клиентам только оригинальные запчасти Вольво.
На сегодняшний момент Вольво не прописывает в регламент ТО обслуживание муфты (только по факту выхода из строя). На самой муфте нет пробки слива масла, только техническое отверстие для залива и проверки уровня.
С уверенностью можно утверждать, что выход из строя заднего привода — частая встречаемая неисправность, которую можно предотвратить или оттянуть. Чаще всего из строя выходит насос DEM из-за забитых фильтров и каналов масляной системы. Выявить вышедшую из строя деталь при неисправности заднего моста можно только после проведения компьютерной диагностики (неисправности электронных систем можно найти в разделе самодиагностика). Насос DEM далеко не единственная встречаемая причина. В некоторых случаях ломается сама муфта, модуль управления, датчики, датчик SAS, проводка и т.д.
Существует несколько решений замены масла и фильтров в муфте Haldex:
— Так называемая «частичная» замена масла, подразумевает под собой замену фильтра, промывка сеточки насоса, высасывание шприцем остатков масла и заливку нового.
— «Полная» замена — снятие самой муфты, полная разборка с промывкой всех каналов и заменой фильтра. Данная процедура необходима, когда масло сильно загустевает (теряет свои свойства) и отсутствует возможность без полной разборки удалить все выработанное масло(визуально похожее на черный солидол).
Мы считаем самое оптимальное решение производить обслуживание муфты Haldex каждые 60 тыс. км, максимум 90 тыс. км.
В случае выхода из строя насоса DEM или отсутствия обслуживания более 100 тыс. км — необходима замена масла с полной разборкой муфты.
Работает муфта 5-го поколения значительно быстрее.
А может быть, зря облегчили?
Конечно, сейчас почти все детали автомобиля становятся легче. Муфта была облегчена в основном потому, что из нее убрали масляный фильтр. При правильном уходе проблем с ней возникнуть не должно. Автовладелец должен менять масло в муфте примерно один раз за три года, когда он проехал 100 000 км. (Если он прошел это расстояние раньше, соответственно, масло нужно менять раньше). Если масло не менять, это может привести к серьезной поломке муфты. Ремонт обычно очень дорог, так что нет смысла рисковать и затягивать со сменой масла.
Так что при правильной эксплуатации никаких проблем с новой муфтой «Халдекс» быть не должно. Ведь главное – не забывать вовремя менять в ней масло. Словом, муфта «Халдекс» была сделана в «облегченном формате» совсем не зря. Конечно, появились нюансы в использовании. Но плюсы такого усовершенствования значительно превышают минусы.
Серийная установка муфты «Халдекс» на автомобили началась в 1998 году. Первыми автомобилями, на которые она была установлена, стали «Ауди» с полным приводом и автомобили Volkswagen (у них был поперечно расположенный двигатель).
Прототипом муфты «Халдекс» можно назвать вискомуфту. Сейчас ее не устанавливают на автомобили по той причине, что она переводит тягу на заднюю ось не так быстро, как это требовалось.
Как показывает практика, каждое новое поколение муфты «Халдекс» становится все лучше. Улучшается ее быстрота, надежность. Она становится более удобной и технологичной, компактной и легкой. Кроме того, она «умнеет». Сейчас ее устанавливают на многие автомобили, среди них такие марки, как Skoda, Cadillac. Кроме того, такая муфта используется на Buggatti, Audi, Opel, Ford, Volkswagen, LandRover и Volvo.
Об основных проблемах и неисправностях этих муфт и способах устранения этих проблем по регламенту Вольво:
— замена масла и фильтра в муфте не предусмотрена на весь срок службы, хотя основной причиной отказа полного привода на Вольво является как раз отслужившее свой срок масло и забитый грязью фильтр, а это очень часто приводит к выходу из строя насоса, как показала практика.
Нормальный срок эксплуатации масла — 30000 км, фильтра — 60000км после этих пробегов, начинаются проблемы
— включения привода с ударом, запаздывание включения задних колёс, т.е. пробуксовка передних при старте; толчки и удары при торможении (очень часто, ошибочно, эту проблему связывают с АКПП)
— отключение полного привода; выход из строя насоса, датчика давления или соленоида
Все эти проблемы, в любом случае, ведут к разрушению компонентов муфты.
Вот пример того, как выглядел фильтр и насос на хс70 2008 года
крышка фильтра со остатками грязи
Впечатления владельца этой машины после замены масла и фильтра и промывки муфты
После замены масла в Haldex и заднем мосту моя XC70 стала совсем другая. Я специально подождал немного (проехал уже около 700км), все стабильно пока. Рывки, которые я приписывал АКПП пропали, ощутимый пинок в зад при резком нажатии на педаль газа тоже исчез. Вот теперь я понял как работает полный привод . Подключение происходит незаметно, машина уверенно разгоняется на любом льду, в общем совсем другое дело!
Отзыв владельца XC90 после той же процедуры
До замены, подключение задней оси всегда было ощутимо…если это происходило по прямой, то сопровождалось внушительным пинком под зад, и толчок был металлическим. Если в повороте или заносе, то происходило подключение медленно, машина успевала прилично уйти в занос…при подключении привода, «хлыстообразно» ее кидало в другую сторону, либо еще глубже заносило.
После замены…поездил…и начал ловить себя на том, что все вышеперечисленное пропало. Ну…новое масло подняло всю каку из картера хальдекса и фатально забила насос…или срезало злополучную втулку угловой передачи. Ко всему морально готов…паники нет. Но машина как-то уж хорошо входит в поворот на каше…без кидания…Раньше приходилось ездить с отключенным DSTC.
Ехать в гараж и вывешивать колесики для проверки работоспособности привода не хотелось…поехал в снег. Заехал в глубокий сугроб…резко затормозил, чтоб машина зарылась. Дал газу…машина выехала… Непорядок подумал я. Нашел сугроб побольше…
Раньше, в прошлом году машина успевала передними колесами выкопать приличные ямки, перед тем как подключится попа…ну тогда уже выехать было сложнее (хотя ни разу не бегал за трактором…ну и по правде никогда не испытывал судьбу и не переоценивал возможности авто). Мучал мучал…в общем, привод подключается фактически моментально… Рапахав поле, укапаться не смог.
В общем работоспособность привода проверена…вердикт-масло менять!
Отзыв владельца XC90 после той же процедуры
Господа, я таки и не ожидал такого поразительного эффекта от простой замены масла (и фильтра)… Девяностый поехал лучше! DSTC теперь работает меньше (раньше она включалась всегда при более-менее интенсивном разгоне на относительно скользком покрытии), а теперь все 4 колеса гребут без помощи «противозаноски», задние колеса задействуются более адекватно. Скользкие (в эти дни в Москве откровенно ледяные) повороты Девяностый стал проходить быстрее, увереннее и опять же без помощи DSTC. Мне даже приходится слегка адаптироваться к изменившейся (в куда лучшую сторону) балансировке управляемости автомобиля. Так что вывод один — европейская схема обслуживания, в очередной раз не подошла для наших условий эксплуатации
Источник
