Haldex全輪驅動離合器
Содержание
汽車製造商正在為現代汽車的設備添加越來越多的電子元件。 汽車的這種現代化和傳輸並沒有經過。 電子設備使機制和整個系統能夠更準確地工作，並對不斷變化的操作條件做出更快的響應。 配備四輪驅動的汽車必然有一個機構負責將部分扭矩傳遞到副軸，使其成為領先的副軸。
根據車輛的類型以及工程師如何解決所有車輪的連接問題，變速箱可以配備自鎖差速器（什麼是差速器，它的工作原理是什麼，描述了 在單獨的評論中）或多片離合器，您可以閱讀 另... 在全輪驅動模型的描述中，可能會出現 Haldex 聯軸器的概念。 它是插入式全輪驅動系統的一部分。 由於自動差速鎖，插入式全輪驅動功能的類似物之一 - 開發稱為 Torsen（閱讀有關此機制的信息 這裡）。 但是這種機制的操作模式略有不同。
讓我們考慮一下這個傳動部件有什麼特別之處，它是如何工作的，有什麼樣的故障，以及如何選擇合適的新離合器。
什麼是瀚德聯軸器
正如我們已經註意到的，Haldex 離合器是驅動系統的一個組件，帶有可以連接的第二個軸（前軸或後軸），這使得機器四輪驅動。 當主驅動輪打滑時，該組件可確保車橋的平穩連接。 扭矩的大小直接取決於離合器的夾緊程度（機構結構中的圓盤）。
通常，這種系統安裝在前輪驅動的汽車上。 當汽車撞到不穩定的表面時，在這種佈置中，扭矩會傳遞到後輪。 驅動程序不需要通過激活任何選項來連接機制。 該設備具有電子驅動器，並根據變速箱控制單元發送的信號進行觸發。 該機構的獨特設計安裝在差速器旁邊的後橋殼中。
這種開發的特點是它不會完全禁用後軸。 事實上，即使前輪具有良好的牽引力，後輪驅動也會在一定程度上起作用（在這種情況下，車軸仍會獲得高達 XNUMX% 的扭矩）。
這是必要的，以便系統隨時準備將所需數量的牛頓/米傳輸到汽車的尾部。 車輛控制的效率及其越野特性取決於全輪驅動系統的反應速度。 系統的反應速度可以防止緊急情況或使駕駛更舒適。 例如，與前輪驅動相關的汽車相比，這種汽車的運動開始會更平穩，並且將盡可能有效地利用來自動力裝置的扭矩。
Haldex V 聯軸器外觀
迄今為止最高效的系統是第五代 Haldex 聯軸器。 下圖顯示了新設備的外觀：
與上一代相比，此修改具有相同的操作原理。 操作如下執行。 當鎖止被激活時（這是一個傳統的概念，因為這裡沒有鎖止差速器，而是夾緊了製動盤），制動盤組被夾緊，由於摩擦力大，扭矩通過它傳遞。 一個液壓單元負責離合器驅動的操作，它使用一個電動泵。
在考慮裝置和機構的特殊性之前，讓我們先了解一下這款離合器的創造歷史。
遊覽歷史
儘管 Haldex 離合器的運作方式已經十多年沒有改變，但在整個生產期間，這種機制已經經歷了四代。 今天有第五種改裝，據許多車主稱，它被認為是同類產品中最完美的。 與之前的版本相比，每一代都變得更加高效和技術先進。 設備尺寸變小，響應速度加快。
在設計具有兩個驅動橋的車輛時，工程師們創造了兩種方法來實現扭矩的軸間傳輸。 第一個是阻塞，第二個是差分。 最簡單的解決方案是鎖，借助它，第二個驅動橋在正確的時間被剛性連接。 在拖拉機的情況下尤其如此。 這輛車必須在硬路面和軟路面上都能很好地工作。 這是操作條件所要求的 - 拖拉機必須在柏油路上自由移動，到達所需位置，但同樣成功地它必須克服崎嶇的越野困難，例如在耕地時。
車軸以多種方式連接。 使用特殊的凸輪或齒輪式離合器更容易實現。 要鎖定驅動器，必須獨立地將鎖移動到適當的位置。 到目前為止，還有一種類似的傳輸方式，因為這是最簡單的插入式驅動器類型之一。
使用自動機構或粘性離合器連接第二個軸要困難得多，但也同樣成功。 在第一種情況下，該機構對連接節點之間的轉數或扭矩差異做出反應，並阻止軸的自由旋轉。 最初的開發使用帶有滾子飛輪離合器的分動箱。 當運輸發現自己在堅硬的表面上時，該機制關閉了一座橋。 在不穩定的道路上行駛時，離合器被鎖定。
1950 年代在美國已經使用了類似的發展。 在國內運輸中，使用的機制略有不同。 他們的裝置包括打開的棘輪離合器，當驅動輪與路面失去接觸並打滑時，該離合器會鎖定。 但是在極端負載下，這種變速器可能會受到嚴重影響，因為在全輪驅動快速連接的那一刻，第二個車軸急劇過載。
隨著時間的推移，出現了粘性耦合。 描述了他們的工作細節 在另一篇文章中... 這種新穎性出現在 1980 年代，結果證明非常有效，以至於在粘性聯軸器的幫助下，任何汽車都可以實現全輪驅動。 這種開發的優點包括連接第二個車軸的柔軟性，為此駕駛員甚至不需要停車 - 該過程自動進行。 但同時具有這一優勢，粘性耦合無法使用 ECU 進行控制。 第二個明顯的缺點是該設備與 ABS 系統發生衝突（閱讀更多關於它 在另一則評論中).
隨著多片摩擦離合器的出現，工程師們能夠將車軸之間的扭矩重新分配過程提升到一個全新的水平。 這種機制的獨特之處在於可以根據道路狀況調整取力器分配的整個過程，而這可以通過來自電子控制單元的命令來完成。
現在，車輪滑移不是系統運行的決定性因素。 電子設備決定發動機的運行模式、變速箱以何種速度打開、記錄來自匯率傳感器和其他系統的信號。 所有這些數據都由微處理器進行分析，並根據工廠編程的算法，確定必須用多大的力擠壓機構的摩擦元件。 這將決定扭矩在車軸之間重新分配的比例。 例如，如果汽車開始卡住前輪，您需要推動汽車，反之亦然，以防止汽車打滑時船尾工作。
第五代瀚德全輪驅動（AWD）離合器的工作原理
最新一代的瀚德全輪驅動離合器是 4Motion 系統的一部分。 在此機制之前，系統中使用了粘性耦合。 該元件安裝在機器中與之前安裝粘性聯軸器的位置相同的位置。 它由萬向軸驅動（有關它是什麼類型的零件以及它可以在哪些系統中使用的詳細信息，請閱讀 這裡）。 取力根據以下鏈發生：
- 冰;
- CAT;
- 主齒輪（前橋）；
- 萬向軸
- Haldex 聯軸器輸入軸。
在這個階段，剛性連接被中斷，沒有扭矩傳遞到後輪（更準確地說，確實如此，但程度很小）。 連接到後橋的輸出軸幾乎保持不活動狀態。 只有當離合器抓住其設計中包含的盤組時，驅動器才開始轉動後輪。
傳統上，Haldex 耦合器的操作可分為五種模式：
- 汽車開始移動... 離合器摩擦盤被夾緊，扭矩也被提供給後輪。 為此，電子設備關閉控制閥，系統中的油壓因此而增加，由此每個圓盤都緊緊地壓在相鄰的圓盤上。 根據提供給驅動器的功率以及來自不同傳感器的信號，控制單元確定以何種比例將扭矩傳遞到汽車後部。 該參數可以從最小值到 100% 不等，在後一種情況下會使汽車後輪驅動一段時間。
- 運動開始時前輪打滑... 此時，變速器的後部將獲得最大功率，因為前輪失去了牽引力。 如果一個車輪打滑，則電子交叉軸差速鎖（或機械模擬裝置，如果該系統不在車內）被激活。 只有在此之後離合器才打開。
- 恆定輸送速度... 系統控制閥打開，油停止作用於液壓驅動裝置，不再向後橋提供動力。 根據道路情況和駕駛員激活的功能（在許多配備此系統的汽車中，可以選擇不同類型路面的駕駛模式），電子設備通過打開在一定程度上沿軸重新分配功率/ 關閉液壓控制閥。
- 踩下制動踏板並使車輛減速... 此時，閥門將打開，由於離合器已釋放，所有動力都傳遞到變速箱的前部。
要使用此系統升級前輪驅動汽車，您需要對汽車進行大修。 例如，如果沒有萬向節，離合器將無法傳遞扭矩。 為此，汽車必須有一個隧道，以便在行駛過程中這部分不會粘在道路上。 還需要用帶有萬向節隧道的類似物更換油箱。 據此，還需要對汽車的懸架進行現代化改造。 由於這些原因，前輪驅動汽車的全輪驅動安裝是在工廠進行的——在車庫環境中，這種現代化可以高質量地進行，但需要大量的時間和金錢.
下表列出了瀚德離合器在不同駕駛情況下的工作原理（某些選項的可用性取決於安裝插電式四輪驅動的車型）：
| 模式： | 前後輪轉數差異： | 後橋所需的功率因數： | 離合器工作方式： | 來自傳感器的輸入脈衝： |
| 停放的汽車 | 小一點 | 最小值（用於預加載或清除光盤間隙） | 盤組上施加了很大的壓力，因此它們保持輕微地相互擠壓。 | 發動機轉速；扭矩；油門或油門位置；每個車輪的車輪轉數（4 個） |
| 汽車在加速 | 最為 | 最為 | 管路中的油壓升高（有時達到最大值） | 發動機轉速；扭矩；油門或油門位置；每個車輪的車輪轉數（4 個） |
| 汽車正在高速行駛 | 最小 | 最小 | 該機制根據道路情況和包含的傳輸模式激活 | 發動機轉速；扭矩；油門或油門位置；每個車輪的車輪轉數（4 個） |
| 汽車撞上了顛簸的道路 | 從小變大 | 從小變大 | 機構被夾緊，管路中的壓力達到最大值 | 發動機轉速；扭矩；油門或油門位置；每個車輪的車輪轉數（4 個）；通過 CAN 總線的附加信號 |
| 其中一個輪子是緊急情況 | 中到大 | 最小 | 可能部分不活躍或完全不活躍 | 發動機轉速；扭矩；節氣門或油門位置；每個車輪的車輪轉數（4 個）；通過 CAN 總線的附加信號；ABS 單元 |
| 汽車減速 | 中到大 | - | 不活動 | 車輪速度（4 個）；ABS 裝置；制動信號開關 |
| 汽車被拖走 | 高 | - | 點火不工作，泵不工作，離合器不工作 | 發動機轉速低於 400 rpm。 |
| 滾筒式支架上製動系統的診斷 | 高 | - | 點火關閉，離合器不工作，泵不產生油壓 | 發動機轉速低於 400 rpm。 |
裝置及主要零件
通常，Haldex 聯軸器設計可分為三組：
- 機械的;
- 液壓；
- 電的。
這些新郎中的每一個都由執行自己動作的不同組件組成。 讓我們分別考慮每個部分。
機械學
機械部件包括：
- 輸入軸;
- 外部和內部驅動器；
- 集線器；
- 滾柱支撐，在其裝置中有環形活塞；
- 輸出軸。
每個部分執行往復或旋轉運動。
在不同軸速的前橋和後橋的運行過程中，外盤與外殼一起在安裝在輸出軸上的滾子軸承上旋轉。 支撐滾輪與輪轂的端部接觸。 由於輪轂的這部分是波浪形的，軸承提供滑動活塞的往復運動。
離開離合器的軸用於內部盤。 它通過花鍵連接固定在輪轂上，與齒輪形成一體結構。 在離合器的入口處有相同的設計（帶有盤和滾子軸承的主體），只是它是為外盤包裝設計的。
在機構工作過程中，滑動活塞將油通過相應的通道移動到工作活塞的腔內，工作活塞的腔內產生壓力，壓縮/膨脹圓盤。 如有必要，這可確保前橋和後橋之間的機械連接。 管路壓力由閥門調節。
液壓系統
系統液壓單元的裝置包括：
- 壓力閥；
- 油處於壓力狀態的油箱（取決於離合器的產生）；
- 機油濾清器；
- 環形活塞；
- 控制閥;
- 限流閥。
當動力裝置的轉速達到 400 rpm 時，系統的液壓迴路被觸發。 油被泵送到滑動活塞。 這些元件同時提供必要的潤滑，並且還緊緊地固定在輪轂上。
同時，潤滑劑在壓力下通過壓力閥供應到下壓活塞。 通過系統中的小壓力消除彈簧加載盤之間的間隙這一事實確保了離合器的速度。 這個參數由一個特殊的儲存器（蓄能器）維持在四巴的水平，但在一些修改中，這個組件不存在。 此外，該元件確保壓力的均勻性，消除由於活塞往復運動引起的壓力波動。
當油在壓力下流過滑閥並進入維修閥時，離合器被壓縮。 結果，固定在輸入軸上的一組圓盤將扭矩傳遞到固定在輸出軸上的第二組圓盤。 正如我們已經註意到的，壓縮力取決於管路中的油壓。
雖然控制閥提供油壓的增加/減少，但洩壓閥的目的是防止壓力的臨界增加。 它由來自變速器 ECU 的信號控制。 根據道路情況，需要為汽車後軸提供動力，控制閥稍微打開以將油排放到油底殼中。 這使得離合器盡可能柔軟地工作，並在盡可能短的時間內觸發其連接，因為整個系統是由電子設備控制的，而不是機械鎖定差速器的情況。
電子
離合器的電氣元件列表由許多電子傳感器組成（它們的數量取決於汽車的設備和安裝在其中的系統）。 Haldex 離合器控制單元可以接收來自以下傳感器的脈衝：
- 車輪轉動；
- 制動系統驅動；
- 手剎位置；
- 匯率穩定；
- ABS；
- DPKV曲軸；
- 油溫；
- 油門位置。
其中一個傳感器的故障會導致四輪驅動取力器沿軸的重新分配不正確。 所有信號都由控制單元處理，其中觸發特定算法。 在某些情況下，離合器只是停止響應，因為微處理器沒有接收到確定離合器壓縮力所需的信號。
在液壓系統的通道中有一個與控制閥相連的流量調節器。 它是一個小銷，其位置由電動伺服電機校正，具有步進式操作。 他的設備有一個連接到銷釘的齒輪。 當接收到來自控制單元的信號時，電機會升高/降低閥桿，從而增加或減少通道橫截面。 需要這種機制來防止限流閥將過多的油倒入油底殼中。
Haldex聯軸器世代
在我們查看每一代 Haldex 離合器之前，有必要回顧一下插入式全輪驅動與永久驅動的區別。 在這種情況下，不使用中央差速鎖。 因此，在大多數情況下，取力器由前軸執行（這是配備 Halsex 離合器的系統的一個特點）。 僅在必要時才連接後輪。
第一代離合器出現在1998年。 這是粘性選項。 後輪驅動的響應直接取決於前輪打滑的速度。 這種修改的缺點是它是根據液體材料的物理特性工作的，液體材料的密度會根據溫度或驅動部件的轉數而改變。 正因為如此，第二軸的連接發生突然，這可能導致在標準路況下發生緊急情況。 例如，當汽車進入轉彎時，粘性耦合器可以工作，這對許多駕駛者來說極為不便。
那一代人已經收到了少量的補充。 添加了一些電子、機械和液壓裝置以改進對裝置驅動的控制：
- ECU;
- 電動泵；
- 電動馬達;
- 電磁閥；
- 斯圖皮卡；
- 法蘭；
- 液壓鼓風機；
- 摩擦面盤；
- 鼓。
阻塞液壓泵機構 - 它會產生作用在氣缸上的壓力，從而將圓盤壓向彼此。 為了使液壓系統更快地工作，安裝了一台電動機來幫助它。 電磁閥負責釋放多餘的壓力，因此圓盤鬆開。
第二代離合器出現在2002年。 新項目與以前的版本之間幾乎沒有區別。 唯一的事情是，這個離合器與後差速器相結合。 這使得維修更容易。 製造商沒有安裝電磁閥，而是安裝了一個電動液壓模擬裝置。 該設備以更少的部件簡化。 此外，離合器的設計中使用了更高效的電動泵，因此不需要頻繁維護（能夠應對大量油）。
第三代 Haldex 也收到了類似的更新。 沒什麼特別的：由於安裝了更高效的電動泵和電動液壓閥，系統開始更高效地工作。 該機制的完全阻塞發生在 150 毫秒內。 這種修改在文檔中通常稱為 PREX。
2007年，第四代插電式全輪驅動離合器出現。 這一次，製造商從根本上修改了機制的結構。 因此，它的工作得到了加速，其可靠性也得到了提高。 使用其他組件實際上消除了驅動器的誤報。
系統的主要變化包括：
- 無僅基於前後輪轉動差異的剛性阻塞；
- 校正工作完全由電子設備完成；
- 代替液壓泵，安裝了高性能的電動模擬裝置；
- 完全阻止速度已顯著降低；
- 由於安裝了電子變速器控制單元，取力器的重新分配開始更加準確和平穩地調整。
因此，此修改中的電子設備可以防止前輪可能打滑，例如，當駕駛員猛踩油門踏板時。 離合器通過來自 ABS 系統的信號解鎖。 這一代的特點是它現在僅用於配備 ESP 系統的車輛。
最新的第五代（自 2012 年起生產）Haldex 耦合器已收到更新，因此製造商設法減小了設備的尺寸，但同時提高了其性能。 以下是影響此機制的一些更改：
- 在結構上，去掉了濾油器、控制迴路關閉的閥門和高壓蓄油的油箱；
- 改進了ECU，以及電動泵；
- 設計中出現了油道，以及一個釋放系統中多餘壓力的閥門；
- 設備本身的主體已被修改。
可以肯定地說，新產品是第四代離合器的改進版本。 它具有較長的工作壽命和高度的可靠性。 由於從結構中移除了一些部件，該機構變得更容易維護。 保養清單包括定期更換齒輪油（在另一篇文章中 閱讀有關這種油與發動機潤滑的不同之處），必須不遲於 40 生產。 公里。 里程。 除此程序外，在更換潤滑劑時，還需要檢查泵以及機構的內部部件，以確保沒有磨損或污染。
Haldex 聯軸器故障
Haldex 離合器機構本身很少因及時維護而發生故障。 根據車型的不同，此設備可能會因以下原因發生故障：
- 潤滑劑洩漏（油底殼刺破或墊圈漏油）；
- 換油不及時。 眾所周知，機構中的潤滑不僅可以防止接觸部件的干摩擦，而且還可以冷卻它們並沖走使用劣質部件形成的金屬屑。 結果，由於異物大量存在，齒輪和其他零件的輸出量大；
- 電磁閥故障或控制單元操作錯誤；
- ECU故障；
- 電動泵故障。
在這些問題中，大多數駕駛者都面臨著由於違反換油時間表而在零件上形成強烈發展的問題。 電動泵的故障不太常見。 其故障原因可能是電刷、軸承磨損或繞組因過熱而破裂。 最罕見的故障是控制單元故障。 他唯一經常遭受的就是錶殼的氧化。
選擇新的 Haldex 聯軸器
由於其成本高，還需要遵守離合器的日常維護時間表。 例如，VAG 生產的某些車型的新離合器將花費一千多美元（有關 VAG 生產的車型的詳細信息，請閱讀 在另一篇文章中）。 考慮到這一成本，製造商提供了通過用新組件更換某些組件來修復設備的能力。
有多種方法可以選擇組裝好的離合器或其單個零件。 最簡單的方法是從汽車上拆下機械裝置，將其帶到汽車商店並要求賣家自己選擇一個類似物。
儘管世代器件不同，但使用 VIN 碼的機制的獨立選擇是不可能出錯的。 描述了在哪裡可以找到此號碼及其包含的信息 另... 您還可以通過目錄號找到設備或其組件，目錄號顯示在機構或零件的主體上。
在根據汽車數據（生產日期、型號和品牌）選擇設備之前，有必要弄清楚汽車上的聯軸器是哪一代的。 它們並不總是可以互換的。 對於本地維修的備件尤其如此。 至於潤滑劑，離合器需要專用油。 在某些情況下，電動泵的故障可以自行修復。 例如，如果它的電刷、油封或軸承磨損。
對於聯軸器的維修，還提供了適合不同代設備的維修套件。 零件的兼容性可以通過聯軸器的目錄號或詢問將進行維修的專家來說明。
另外，值得一提的是購買翻新離合器的機會。 如果您決定購買這樣的選項，那麼您不應該在未經驗證的賣家手中購買。 您只能在經過驗證的服務站或在拆卸時購買此類設備。 通常，原始機構要經過類似的程序，並使用類似質量的備件。
優點和缺點
Haldex 聯軸器的積極方面：
- 響應速度比粘性離合器快得多。 例如，粘滯聯軸器只有在車輪已經開始打滑後才被阻塞；
- 機構緊湊；
- 與車輪防滑系統不衝突；
- 在機動時，變速器沒有那麼重；
- 該機構由電子設備控制，從而提高了響應的準確性和速度。
儘管有效，Haldex 離合器全輪驅動系統有一些缺點：
- 在第一代機構中，系統中的壓力是在錯誤的時間產生的，這就是為什麼離合器的響應時間很不理想的原因；
- 前兩代的問題是離合器只有在收到相鄰電子設備的信號後才能解鎖；
- 在第四代中，存在與缺少軸間差速器相關的缺點。 在這種佈置中，不可能將所有扭矩都傳遞到後輪；
- 第五代缺少機油濾清器。 為此，需要更頻繁地更換潤滑劑；
- 電子設備需要仔細編程，因此無法獨立昇級系統。
產量
因此，全輪驅動變速器最重要的部件之一是在車軸之間分配扭矩的裝置。 Haldex 離合器允許前輪驅動車輛在需要車輛越野性能的條件下運行。 沿車軸正確分配動力是各種軸間機構的所有開發人員都試圖實現的最重要參數。 迄今為止，所考慮的機制是最有效的裝置，可提供快速、順暢的後驅動連接。
當然，現代設備需要更多的精力和資金進行維修，但這種設備如果及時維護，則可以使用很長時間。
此外，我們還提供了一段關於 Haldex 耦合如何工作的簡短視頻：
問題與解答：
Haldex 聯軸器如何工作？ 離合器的工作原理歸結為該機構對前後軸之間的軸旋轉差異敏感，並在打滑時被卡住。
更換 Haldex 聯軸器中的油需要什麼？ 這取決於傳輸代。 5代有不同的機油濾清器。 基本上，該機制的所有代的操作都是相同的。
汽車中的瀚德是什麼？ 這是插入式全輪驅動中的一種機制。 當主軸打滑時觸發。 離合器被鎖止，扭矩被傳遞到第二軸。
Haldex 聯軸器如何工作？ 它由一組與鋼盤交替的摩擦盤組成。 第一個固定在輪轂上，第二個固定在離合器鼓上。 離合器本身充滿工作流體（在壓力下），將盤壓在彼此之間。
Haldex 聯軸器在哪裡？ 主要用於連接四輪驅動汽車的第二軸，因此安裝在前後軸之間（多安裝在後軸的差速器殼內）。
Haldex 聯軸器中的油是什麼？ 這種機構使用了一種特殊的齒輪潤滑劑。 製造商建議使用原裝 VAG G 055175A2 “Haldex”油。
