Конструкция и принцип работы муфты полного привода Haldex

Муфта Haldex является основным компонентом системы подключаемого полного привода, обеспечивающий контролируемую передачу крутящего момента, величина которого зависит от степени сжатия муфты. В большинстве случаев это устройство передает крутящий момент с передней оси на заднюю ось автомобиля. Механизм расположен в корпусе дифференциала заднего моста. Рассмотрим принцип работы, составные части муфты Haldex, характеристики каждого поколения, их плюсы и минусы.

Как работает муфта

Разберем принцип работы работы на примере системы 4Motion. Этот автоматический полный привод устанавливается на автомобили Volkswagen. Основные режимы работы муфты Халдекс:

1. Начало движения — автомобиль начинает двигаться или ускоряться, на заднюю ось поступает большой крутящий момент. Фрикционы муфты в этом случае полностью сжаты, а регулирующий клапан закрыт. Регулирующий клапан — элемент системы управления, положение которого определяет давление в фрикционных дисках. Величина давления в зависимости от режима работы муфты колеблется от 0% до 100%.
2. Начало движения с пробуксовкой колес — автомобиль начинает движение с пробуксовкой передних колес, тогда весь крутящий момент передается на задние колеса. Если проскальзывает только одно переднее колесо, то сначала срабатывает электронная блокировка дифференциала, а затем вступает в работу муфта.
3. Движение с постоянной скоростью — скорость не меняется во время движения,  тогда регулирующий клапан открывается и фрикционы муфты сжимаются с разным усилием (в зависимости от условий движения). Задние колеса приводятся только частично.
4. Движение с проскальзыванием колес — скорость вращения колес автомобиля определяется по сигналам датчиков и блока управления ABS. Регулирующий клапан открывается или закрывается в зависимости от того, какая ось и какие колеса скользят.
5. Торможение — когда автомобиль замедляется, муфта полностью разжимается, соответственно клапан открыт. В этом режиме крутящий момент не передается на заднюю ось.

Как устроен Халдекс

Рассмотрим основные составляющие муфты Haldex:

• Пакет фрикционных дисков. Состоит из фрикционных дисков с повышенным коэффициентом трения и стальных дисков. Первые имеют внутреннее соединение со ступицей, вторые — внешнее соединение с барабаном. Чем больше дисков в пакете, тем больше передаваемый крутящий момент. Диски сжимаются поршнями под действием давления жидкости.
• Электронная система управления. Она, в свою очередь, состоит из датчиков, блока управления и исполнительного механизма. Входные сигналы в систему управления муфтой поступает от блока управления ABS, блока управления двигателем (оба блока передают информацию по шине CAN) и датчика температуры масла. Эта информация обрабатывается блоком управления, который генерирует сигналы для исполнительного механизма — регулирующего клапана, от которого зависит степень сжатия дисков.
• Гидравлический аккумулятор и гидравлический насос поддерживают давление масла в муфте в пределах — 3 МПа.

Развитие муфт Haldex

В настоящее время существует пять поколений Haldex. Давайте посмотрим на характеристики каждого поколения:

1. Первое поколение (с 1998 г.). Основа муфты — это механизм, определяющий разницу оборотов валов, идущих на переднюю и заднюю оси автомобилей. Механизм блокируется при скольжении ведущей оси.
2. Второе поколение (с 2002 г.). Принцип работы не изменился. Сделаны только технические доработки: размещение в один корпус с задним дифференциалом, электрогидравлический клапан был заменен на электромагнитный клапан (для увеличения быстродействия), модернизирован электронасос, установлен необслуживаемый масляный фильтр, увеличено количество масла .
3. Третье поколение (с 2004 г.). Основное изменение конструкции — более производительный электронасос и обратный клапан. Теперь устройство можно предварительно заблокировать с помощью электроники. Через 150 миллисекунд механизм полностью заблокирован.
4. Четвертое поколение (с 2007 г.). Принцип работы не изменился. Конструктивные преобразования: давление в гидросистеме механизма теперь создает мощный электронасос, муфта управляется только электроникой, устройство четвертого поколения  устанавливается только на машины с системой ESP. Основное отличие состоит в том, что разные скорости на передней и задней осях больше не являются условием включения муфты.
5. Пятое поколение (с 2012 г.). Принцип работы не изменился. Особенности конструкции Haldex последнего поколения: насос работает постоянно, фрикционы с электрическим или гидравлическим управлением, механизм можно заменять отдельно. Основное отличие — более высокий уровень качества комплектующих.

Плюсы и минусы муфты

Преимущества:

• минимальное время реакции (например, вязкостная муфта позволяет колесам сначала проскальзывать, а затем блокироваться);
• минимальные размеры;
• можно комбинировать с системами противоскольжения;
• позволяет избежать больших нагрузок на трансмиссию при парковке и маневрировании автомобиля;
• электронное управление.

Недостатки:

• несвоевременное создание давления в системе (1-е поколения);
• выключение муфты по окончании вмешательства электронных систем (1-е и 2-е поколения);
• без центрального дифференциала, поэтому задний мост не может вращаться быстрее переднего (муфты четвертого поколения);
• без фильтра, в результате необходима частая замена масла (пятое поколение);
• Электронные элементы обычно менее надежны, чем механические.

Четвертое поколение агрегатов Haldex — одна из самых идеальных подключаемых систем полного привода. Это сцепление используется на замечательном Bugatti Veyron. Механизм стал популярным благодаря простоте, надежности и качественному электронному управлению. Помните, что сцепление Haldex широко применяется не только в автомобилях Volkswagen (например, Golf, Transporter, Tiguan), но и в автомобилях других производителей: Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab и других.