Haldex全轮驱动离合器

汽车制造商正在为现代汽车的设备添加越来越多的电子元件。 汽车的这种现代化和传输并没有通过。 电子设备使机制和整个系统能够更准确地工作，并对不断变化的操作条件做出更快的响应。 配备四轮驱动的汽车必然有一个机构负责将部分扭矩传递到副轴，使其成为引导轴。

根据车辆的类型以及工程师如何解决所有车轮的连接问题，变速箱可以配备自锁差速器（什么是差速器，它的工作原理是什么，描述了 在单独的评论中）或多片离合器，您可以阅读 另... 在全轮驱动模型的描述中，可能会出现 Haldex 离合器的概念。 它是插入式全轮驱动系统的一部分。 由于自动差速锁，插入式全轮驱动功能的类似物之一 - 开发称为 Torsen（阅读有关此机制的信息 这里）。 但是这种机制的操作模式略有不同。

考虑一下这个传动部件有什么特别之处，它是如何工作的，有什么样的故障，以及如何选择合适的新离合器。

什么是瀚德联轴器

正如我们已经注意到的，Haldex 离合器是驱动系统的一个组件，带有可以连接的第二个轴（前轴或后轴），这使得机器四轮驱动。 当主驱动轮打滑时，该组件可确保车桥的平稳连接。 扭矩的大小直接取决于离合器的夹紧程度（机构结构中的圆盘）。

通常，这种系统安装在前轮驱动的汽车上。 当汽车撞到不稳定的表面时，在这种布置中，扭矩会传递到后轮。 驱动程序不需要通过激活任何选项来连接机制。 该设备具有电子驱动器，并根据变速箱控制单元发送的信号进行触发。 该机构的独特设计安装在差速器旁边的后桥壳中。

这种开发的特点是它不会完全禁用后轴。 事实上，即使前轮具有良好的牵引力，后轮驱动也会在一定程度上发挥作用（在这种情况下，车轴仍会获得高达 XNUMX% 的扭矩）。

这是必要的，以便系统随时准备将所需的牛顿/米量传输到汽车的尾部。 车辆控制的效率及其越野特性取决于全轮驱动系统的反应速度。 系统的反应速度可以防止紧急情况或使驾驶更舒适。 例如，与前轮驱动相关的汽车相比，这种汽车的运动开始会更平稳，并且将尽可能有效地利用来自动力装置的扭矩。

Haldex V 联轴器外观

迄今为止最高效的系统是第五代 Haldex 联轴器。 下图显示了新设备的外观：

与上一代相比，此修改具有相同的操作原理。 操作如下执行。 当锁止被激活时（这是一个传统的概念，因为这里没有锁止差速器，而是夹紧了制动盘），制动盘组被夹紧，由于摩擦力大，扭矩通过它传递。 一个液压单元负责离合器驱动的操作，它使用一个电动泵。

在考虑装置和机构的特殊性之前，让我们先了解一下这款离合器的创造历史。

遗产

尽管 Haldex 离合器的运作方式已经十多年没有改变，但在整个生产期间，这种机制已经经历了四代。 今天有第五种改装，据许多车主称，它被认为是同类产品中最完美的。 与之前的版本相比，每一代都变得更加高效和技术先进。 设备尺寸变小，响应速度加快。

在设计具有两个驱动桥的车辆时，工程师创造了两种实现中心到中心扭矩传输的方法。 第一个是阻塞，第二个是差分。 最简单的解决方案是锁，借助它，第二个驱动轴在适当的时候被刚性连接。 在拖拉机的情况下尤其如此。 这辆车必须在硬路面和软路面上都能很好地工作。 这是操作条件所要求的 - 拖拉机必须在柏油路上自由移动，到达所需位置，但它必须克服崎岖不平的越野困难，例如在耕地时取得同样的成功。

车轴以多种方式连接。 使用特殊的凸轮或齿轮式离合器更容易实现。 要锁定驱动器，必须独立地将锁移动到适当的位置。 到目前为止，还有一种类似的传输方式，因为这是最简单的插入式驱动器类型之一。

使用自动机构或粘性离合器连接第二个轴要困难得多，但也同样成功。 在第一种情况下，该机构对连接节点之间的转数或扭矩差异做出反应，并阻止轴的自由旋转。 最初的开发使用带有滚子飞轮离合器的分动箱。 当运输发现自己在坚硬的表面上时，该机制关闭了一座桥。 在不稳定的道路上行驶时，离合器被锁定。

1950 年代在美国已经使用了类似的发展。 在国内运输中，使用了略有不同的机制。 他们的设备包括打开的棘轮离合器，当驱动轮与路面失去接触并打滑时，该离合器会锁定。 但是在极端负载下，这种变速箱可能会受到严重影响，因为在全轮驱动快速连接的那一刻，第二个车轴严重超载。

随着时间的推移，出现了粘性耦合。 描述了他们的工作细节 在另一篇文章中... 这种新颖性出现在 1980 年代，结果证明非常有效，以至于在粘性联轴器的帮助下，任何汽车都可以实现全轮驱动。 这种开发的优点包括连接第二个车轴的柔软性，为此驾驶员甚至不需要停车 - 该过程自动进行。 但同时有了这个优势，就不可能使用 ECU 来控制粘性耦合。 第二个明显的缺点是该设备与 ABS 系统发生冲突（阅读更多关于它 在另一则评论中).

随着多片摩擦离合器的出现，工程师们能够将车轴之间的扭矩重新分配过程提升到一个全新的水平。 这种机制的独特之处在于可以根据道路状况调整取力器分配的整个过程，而这可以通过来自电子控制单元的命令来完成。

现在，车轮滑移不是系统运行的决定性因素。 电子设备决定发动机的运行模式、变速箱以何种速度打开、记录来自汇率传感器和其他系统的信号。 所有这些数据都由微处理器进行分析，并根据工厂编程的算法，确定必须用多大的力挤压机构的摩擦元件。 这将决定扭矩在车轴之间重新分配的比例。 例如，如果汽车开始卡住前轮，您需要推动汽车，反之亦然，以防止汽车打滑时船尾工作。

第五代瀚德全轮驱动（AWD）离合器的工作原理

最新一代的瀚德全轮驱动离合器是 4Motion 系统的一部分。 在此机制之前，系统中使用了粘性耦合。 该元件安装在机器中与之前安装粘性联轴器的位置相同的位置。 它由万向轴驱动（有关它是什么类型的零件以及它可以在哪些系统中使用的详细信息，请阅读 这里）。 取力根据以下链发生：

1. 冰;
2. CAT;
3. 主齿轮（前桥）；
4. 万向轴
5. Haldex 联轴器输入轴。

在这个阶段，刚性连接被中断，没有扭矩传递到后轮（更准确地说，确实如此，但程度很小）。 连接到后桥的输出轴几乎保持不活动状态。 只有当离合器抓住其设计中包含的盘组时，驱动器才开始转动后轮。

传统上，Haldex 耦合器的操作可分为五种模式：

• 汽车开始移动... 离合器摩擦盘被夹紧，扭矩也被提供给后轮。 为此，电子设备关闭控制阀，因此系统中的油压增加，每个阀盘都紧紧地压在相邻的阀盘上。 根据提供给驱动器的功率以及来自不同传感器的信号，控制单元确定以何种比例将扭矩传递到汽车后部。 该参数可以从最小值到 100% 不等，在后一种情况下会使汽车后轮驱动一段时间。
• 运动开始时前轮打滑... 此时，变速器的后部将获得最大功率，因为​​前轮失去了牵引力。 如果一个车轮打滑，则电子交叉轴差速锁被激活（或机械模拟，如果该系统不在车内）。 只有在此之后离合器才打开。
• 恒定输送速度... 系统控制阀打开，油停止作用于液压驱动装置，不再向后桥提供动力。 根据道路情况和驾驶员激活的功能（在许多配备此系统的汽车中，可以选择不同类型路面的驾驶模式），电子设备通过打开在一定程度上沿轴重新分配功率/ 关闭液压控制阀。
• 踩下制动踏板并使车辆减速... 此时，阀门将打开，由于离合器被释放，所有动力都传递到变速箱的前部。

要使用此系统升级前轮驱动汽车，您需要对汽车进行大修。 例如，如果没有万向节，离合器将无法传递扭矩。 为此，汽车必须有一个隧道，以便在行驶过程中这部分不会粘在道路上。 还需要用带有万向节隧道的类似物更换油箱。 据此，还需要对汽车的悬架进行现代化改造。 由于这些原因，前轮驱动汽车的全轮驱动安装是在工厂进行的——在车库环境中，这种现代化可以高质量地进行，但需要大量的时间和金钱。

下表列出了瀚德离合器在不同驾驶情况下的工作原理（某些选项的可用性取决于安装插电式四轮驱动的车型）：

模式：	前后轮转数差异：	后桥所需的功率因数：	离合器工作方式：	来自传感器的输入脉冲：
停放的汽车	娇小	最小值（用于预加载或清除光盘间隙）	盘包上施加了很大的压力，使它们保持轻微压紧。	发动机转速；扭矩；节气门或油门位置；每个车轮的车轮转数（4 个）
汽车在加速	多	多	管路中的油压升高（有时达到最大值）	发动机转速；扭矩；节气门或油门位置；每个车轮的车轮转数（4 个）
汽车正在高速行驶	最低限度	最低限度	该机制根据道路情况和包含的传输模式激活	发动机转速；扭矩；节气门或油门位置；每个车轮的车轮转数（4 个）
汽车撞上了颠簸的道路	从小变大	从小变大	机构被夹紧，管路中的压力达到最大值	发动机转速；扭矩；油门或油门位置；每个车轮的车轮转数（4 个）；通过 CAN 总线的附加信号
其中一个轮子是紧急情况	中到大	最低限度	可能部分不活跃或完全不活跃	发动机转速；扭矩；节气门或油门位置；每个车轮的车轮转数（4 个）；通过 CAN 总线的附加信号；ABS 单元
汽车减速	中到大	–	不活动	车轮速度（4 个）；ABS 装置；制动信号开关
汽车被拖走	高	–	点火不工作，泵不工作，离合器不工作	发动机转速低于 400 rpm。
滚筒式支架上制动系统的诊断	高	–	点火关闭，离合器不工作，泵不产生油压	发动机转速低于 400 rpm。

装置及主要零件

通常，Haldex 联轴器设计可分为三组：

1. 机械的;
2. 液压；
3. 电的。

1) 安装后桥驱动的法兰； 2) 安全阀； 3) 电子控制单元； 4) 环形活塞； 5) 枢纽； 6) 止推垫圈； 7) 摩擦片； 8) 鼓式离合器； 9）轴向柱塞泵； 10) 离心调节器； 11) 电动机。

这些新郎中的每一个都由执行自己动作的不同组件组成。 让我们分别考虑每个部分。

机械学

机械部件包括：

• 输入轴;
• 外部和内部驱动器；
• 集线器；
• 滚柱支撑，在其装置中有环形活塞；
• 输出轴。

每个部分执行往复或旋转运动。

在不同轴速的前桥和后桥的运行过程中，外盘与外壳一起在安装在输出轴上的滚子轴承上旋转。 支撑滚轮与轮毂的端部接触。 由于轮毂的这部分是波浪形的，轴承提供滑动活塞的往复运动。

离开离合器的轴用于内部盘。 它通过花键连接固定在轮毂上，与齿轮形成一体结构。 在离合器的入口处有相同的设计（带有盘和滚子轴承的主体），只是它是为外盘包装设计的。

在机构的运行过程中，滑动活塞将油通过相应的通道移动到工作活塞的腔内，工作活塞的腔内产生压力，压缩/膨胀圆盘。 如有必要，这可确保前桥和后桥之间的机械连接。 管路压力由阀门调节。

液压系统

系统液压单元的装置包括：

• 压力阀；
• 油处于压力状态的油箱（取决于离合器的产生）；
• 机油滤清器；
• 环形活塞；
• 控制阀;
• 限流阀。

当动力装置的速度达到 400 rpm 时，系统的液压回路被激活。 油被泵送到滑动活塞。 这些元件同时提供必要的润滑，并且还紧紧地固定在轮毂上。

同时，润滑剂在压力下通过压力阀被泵送到压力活塞。 通过系统中的小压力消除弹簧加载盘之间的间隙这一事实确保了离合器的速度。 这个参数由一个特殊的储存器（蓄能器）维持在四巴的水平，但在一些修改中，这个组件不存在。 此外，该元件确保压力的均匀性，消除由于活塞往复运动引起的压力波动。

当油在压力下流过滑阀并进入维修阀时，离合器被压缩。 结果，固定在输入轴上的一组圆盘将扭矩传递到固定在输出轴上的第二组圆盘。 正如我们已经注意到的，压缩力取决于管路中的油压。

当控制阀提供油压的增加/减少时，减压阀的目的是防止压力的临界增加。 它由来自变速器 ECU 的信号控制。 根据道路情况，需要为汽车后轴提供动力，控制阀稍微打开以将油排放到油底壳中。 这使离合器尽可能柔软地工作，并在尽可能短的时间内触发其连接，因为整个系统由电子设备控制，而不是机械锁定差速器的情况。

电子产品

离合器的电气元件列表由许多电子传感器组成（它们的数量取决于汽车的设备和安装在其中的系统）。 Haldex 离合器控制单元可以接收来自以下传感器的脉冲：

• 车轮转动；
• 制动系统驱动；
• 手刹位置；
• 汇率稳定；
• ABS;
• DPKV曲轴；
• 油温；
• 油门位置。

其中一个传感器的故障会导致全轮驱动取力器沿轴的重新分配不正确。 所有信号均由控制单元处理，其中触发特定算法。 在某些情况下，离合器只是停止响应，因为微处理器没有接收到确定离合器压缩力所需的信号。

在液压系统的通道中有一个与控制阀相连的流量调节器。 它是一个小销，其位置由电动伺服电机校正，具有步进式操作。 他的设备有一个连接到销钉的齿轮。 当接收到来自控制单元的信号时，电机会升高/降低阀杆，从而增加或减少通道横截面。 需要这种机制来防止限流阀将过多的油倒入油底壳中。

Haldex联轴器世代

在我们查看每一代 Haldex 离合器之前，有必要回顾一下插入式全轮驱动与永久驱动的区别。 在这种情况下，不使用中央差速锁。 因此，在大多数情况下，取力器由前轴执行（这是配备 Halsex 离合器的系统的一个特征）。 仅在必要时才连接后轮。

第一代离合器出现在1998年。 这是粘性选项。 后轮驱动的响应直接取决于前轮打滑的速度。 这种修改的缺点是它是根据液体材料的物理特性工作的，液体材料的密度会根据温度或驱动部件的转数而改变。 因此，第二轴的连接发生突然，这可能导致标准路况下的紧急情况。 例如，当汽车进入转弯时，粘性耦合器可以工作，这对许多驾驶者来说非常不方便。

那一代人已经收到了少量的补充。 添加了一些电子、机械和液压装置以改进对装置驱动的控制：

• ECU;
• 电动泵；
• 电动马达;
• 电磁阀；
• 斯图皮卡；
• 法兰；
• 液压鼓风机；
• 摩擦面盘；
• 鼓。

阻塞液压泵机构 - 它会产生作用在气缸上的压力，从而将圆盘压向彼此。 为了使液压系统更快地工作，安装了一台电动机来帮助它。 电磁阀负责释放多余的压力，因此圆盘松开。

第二代离合器出现在2002年。 新项目与以前的版本之间几乎没有区别。 唯一的事情是，这个离合器与后差速器相结合。 这使得维修更容易。 制造商没有安装电磁阀，而是安装了一个电动液压模拟装置。 该设备以更少的部件简化。 此外，离合器的设计中使用了更高效的电动泵，因此不需要经常维护（可以应对大量油）。

第三代 Haldex 也收到了类似的更新。 没什么特别的：由于安装了更高效的电动泵和电动液压阀，系统开始更高效地工作。 该机制的完全阻塞发生在 150 毫秒内。 这种修改在文档中通常称为 PREX。

2007年，第四代插电式全轮驱动离合器出现。 这一次，制造商从根本上修改了机制的结构。 因此，它的工作速度加快了，可靠性也提高了。 使用其他组件实际上消除了驱动器的误报。

系统的主要变化包括：

• 无仅靠前后轮转动差异的刚性挡块；
• 校正工作完全由电子设备完成；
• 代替液压泵，安装了高性能的电动模拟装置；
• 完全阻止速度已显着降低；
• 由于安装了电子变速器控制单元，取力器的重新分配开始更加准确和平稳地调整。

因此，此修改中的电子设备可以防止前轮可能打滑，例如，当驾驶员猛踩油门踏板时。 离合器通过来自 ABS 系统的信号解锁。 这一代的特点是它现在只适用于配备 ESP 系统的车辆。

最新的第五代（自 2012 年起生产）Haldex 耦合器已获得更新，因此制造商设法减小了设备的尺寸，但同时提高了其性能。 以下是影响此机制的一些更改：

1. 在结构上，去掉了滤油器、控制回路关闭的阀门和高压蓄油的油箱；
2. 改进了ECU，以及电动泵；
3. 设计中出现了油道，以及一个释放系统中多余压力的阀门；
4. 设备本身的主体已被修改。

可以肯定地说，新产品是第四代离合器的改进版本。 它具有较长的工作寿命和高度的可靠性。 由于从结构中移除了一些部件，该机构变得更容易维护。 保养清单包括定期更换齿轮油（在另一篇文章中 阅读有关这种油与发动机润滑有何不同），必须不迟于 40 生产。 公里。 里程。 除此程序外，在更换润滑剂时，还需要检查泵以及机构的内部部件，以确保没有磨损或污染。

Haldex 联轴器故障

Haldex 离合器机构本身很少因及时维护而发生故障。 根据车型的不同，此设备可能会因以下原因发生故障：

• 润滑剂泄漏（油底壳刺破或垫圈漏油）；
• 换油不及时。 众所周知，机构中的润滑不仅可以防止接触部件的干摩擦，还可以冷却它们并冲走由于使用劣质部件而形成的金属屑。 结果，由于异物大量存在，齿轮和其他零件的输出量大；
• 电磁阀故障或控制单元操作错误；
• ECU故障；
• 电动泵故障。

在这些问题中，大多数驾驶者都面临着由于违反换油时间表而在零件上形成强烈发展的问题。 电动泵的故障不太常见。 其故障原因可能是电刷、轴承磨损或绕组因过热而破裂。 最罕见的故障是控制单元故障。 他唯一经常遭受的就是表壳的氧化。

选择新的 Haldex 联轴器

由于其成本高，还需要遵守离合器的日常维护时间表。 例如，VAG 生产的某些车型的新离合器将花费超过一千美元（有关 VAG 生产的车型的详细信息，请阅读 在另一篇文章中）。 考虑到这一成本，制造商提供了通过用新组件更换某些组件来修复设备的能力。

有多种方法可以选择组装好的离合器或其单个零件。 最简单的方法是从汽车上拆下机械装置，将其带到汽车商店并要求卖家自己选择一个类似物。

尽管世代器件不同，但使用 VIN 码的机制的独立选择是不可能出错的。 描述了在哪里可以找到此号码及其包含的信息 另... 您还可以通过目录号找到设备或其组件，目录号显示在机构或零件的主体上。

在根据汽车数据（发布日期、型号和品牌）选择设备之前，有必要弄清楚汽车上的联轴器是哪一代的。 它们并不总是可以互换的。 对于本地维修的备件尤其如此。 至于润滑剂，离合器需要专用油。 在某些情况下，电动泵的故障可以自行修复。 例如，如果它的电刷、油封或轴承磨损。

对于联轴器的维修，还提供了适合不同代设备的维修套件。 您可以通过参考离合器目录号或询问将进行维修的专家来检查零件的兼容性。

另外，值得一提的是购买翻新离合器的机会。 如果您决定购买这样的选项，那么您不应该在未经验证的卖家手中购买。 您只能在经过验证的服务站或在拆卸时购买此类设备。 通常，原始机构要经过类似的程序，并使用类似质量的备件。

优点和缺点

Haldex 联轴器的积极方面：

• 响应速度比粘性离合器快得多。 例如，粘滞联轴器只有在车轮已经开始打滑后才被阻塞；
• 机构紧凑；
• 与车轮防滑系统不冲突；
• 在机动时，变速器没有那么重；
• 该机构由电子设备控制，从而提高了响应的准确性和速度。

尽管有效，Haldex 离合器全轮驱动系统有一些缺点：

• 在第一代机构中，系统中的压力是在错误的时间产生的，这就是为什么离合器的响应时间很不理想的原因；
• 前两代的问题是离合器只有在收到相邻电子设备的信号后才能解锁；
• 在第四代中，存在与缺少轴间差速器相关的缺点。 在这种布置中，不可能将所有扭矩都传递到后轮；
• 第五代缺少机油滤清器。 为此，需要更频繁地更换润滑剂；
• 电子产品需要仔细编程，这使得独立升级系统变得不可能。

结论

因此，全轮驱动变速器最重要的部件之一是在车轴之间分配扭矩的装置。 Haldex 离合器允许前轮驱动车辆在需要车辆越野性能的条件下运行。 沿车轴正确分配动力是各种轴间机构的所有开发人员都试图实现的最重要参数。 迄今为止，所考虑的机制是最有效的装置，可提供快速、顺畅的后驱动连接。

当然，现代设备需要更多的精力和资金进行维修，但这种设备如果及时维护，则可以使用很长时间。

此外，我们还提供了一段关于 Haldex 联轴器如何工作的简短视频：

HALDEX 离合器和全轮驱动。 瀚德离合器在不同的驾驶模式下是如何工作的？

问题与解答：

Haldex 联轴器如何工作？ 离合器的工作原理归结为该机构对前后轴之间的轴旋转差异敏感，并在打滑时被卡住。

更换 Haldex 联轴器中的油需要什么？ 这取决于传输代。 5代有不同的机油滤清器。 基本上，该机制的所有代的操作都是相同的。

汽车中的瀚德是什么？ 这是插入式全轮驱动中的一种机制。 当主轴打滑时触发。 离合器被锁止，扭矩被传递到第二轴。

Haldex 联轴器如何工作？ 它由一组与钢盘交替的摩擦盘组成。 第一个固定在轮毂上，第二个固定在离合器鼓上。 离合器本身充满工作流体（在压力下），将盘压在彼此之间。

Haldex 联轴器在哪里？ 主要用于连接四轮驱动汽车的第二轴，因此安装在前后轴之间（多安装在后轴的差速器壳内）。

Haldex 联轴器中的油是什么？ 这种机构使用了一种特殊的齿轮润滑剂。 制造商建议使用原装 VAG G 055175A2 “Haldex”油。