Thiết kế và nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp dẫn động bốn bánh Haldex

Ly hợp Haldex là thành phần chính của hệ thống XNUMXWD, cung cấp khả năng truyền mô-men xoắn có kiểm soát, số lượng này phụ thuộc vào mức độ nén của ly hợp. Trong hầu hết các trường hợp, thiết bị này truyền mô-men xoắn từ trục trước đến trục sau của ô tô. Cơ cấu này nằm trong vỏ vi sai cầu sau. Xem xét nguyên lý hoạt động, các thành phần của khớp nối Haldex, đặc điểm của từng thế hệ, ưu nhược điểm của chúng.

Cách thức hoạt động của ly hợp

Hãy phân tích nguyên lý hoạt động của hệ thống 4Motion làm ví dụ. Hệ dẫn động bốn bánh tự động này được lắp trên xe Volkswagen. Các chế độ hoạt động chính của khớp nối Haldex:

1. Bắt đầu chuyển động - ô tô bắt đầu chuyển động hoặc tăng tốc, một mômen xoắn lớn được cung cấp cho cầu sau. Các ma sát ly hợp trong trường hợp này được nén hoàn toàn và van điều khiển được đóng lại. Van điều khiển là một phần tử của hệ thống điều khiển, vị trí của nó quyết định áp suất trong các đĩa ma sát. Giá trị áp suất, tùy thuộc vào chế độ hoạt động của ly hợp, nằm trong khoảng từ 0% đến 100%.
2. Khởi động quay bánh xe - xe khởi động với bánh trước quay, sau đó tất cả mô-men xoắn được truyền đến bánh sau. Nếu chỉ một bánh trước bị trượt, thì khóa vi sai điện tử sẽ được kích hoạt trước, sau đó ly hợp sẽ hoạt động.
3. Lái xe với tốc độ không đổi - tốc độ không thay đổi trong quá trình chuyển động, khi đó van điều khiển mở ra và ma sát ly hợp được nén với các lực khác nhau (tùy thuộc vào điều kiện lái xe). Các bánh sau chỉ được dẫn động một phần.
4. Lái xe khi bánh xe bị trượt - tốc độ quay của các bánh xe ô tô được xác định bởi tín hiệu của các cảm biến và bộ phận điều khiển ABS. Van điều khiển đóng mở tùy thuộc vào trục nào và bánh xe nào bị trượt.
5. Phanh - khi xe giảm tốc độ, ly hợp được giải phóng hoàn toàn, tương ứng, van sẽ mở. Ở chế độ này, mô-men xoắn không được truyền tới trục sau.

Haldex hoạt động như thế nào

Xem xét các thành phần chính của khớp nối Haldex:

• Gói đĩa ma sát. Nó bao gồm các đĩa ma sát tăng hệ số ma sát và các đĩa thép. Cái trước có kết nối bên trong với trung tâm, cái sau có kết nối bên ngoài với trống. Càng nhiều đĩa trong gói, mô-men xoắn truyền càng lớn. Các đĩa được nén bởi các piston dưới tác dụng của áp suất chất lỏng.
• Hệ thống điều khiển điện tử. Đến lượt nó, nó bao gồm các cảm biến, một bộ phận điều khiển và một bộ truyền động. Tín hiệu đầu vào đến hệ thống điều khiển ly hợp đến từ bộ điều khiển ABS, bộ điều khiển động cơ (cả hai bộ đều truyền thông tin qua CAN bus) và cảm biến nhiệt độ dầu. Thông tin này được xử lý bởi bộ phận điều khiển, bộ phận này tạo ra tín hiệu cho cơ cấu chấp hành - van điều khiển, dựa vào đó tỷ lệ nén của các đĩa phụ thuộc.
• Bộ tích lũy thủy lực và bơm thủy lực duy trì áp suất dầu trong ly hợp trong phạm vi -3 MPa.

Phát triển các khớp nối Haldex

Hiện có năm thế hệ Haldex. Hãy cùng xem xét đặc điểm của từng thế hệ:

1. Thế hệ đầu tiên (từ năm 1998). Cơ sở của ly hợp là cơ cấu xác định sự chênh lệch tốc độ của trục đi cầu trước và cầu sau của ô tô. Cơ cấu bị chặn khi trục dẫn đầu trượt.
2. Thế hệ thứ hai (từ năm 2002). Nguyên lý hoạt động không thay đổi. Chỉ những cải tiến kỹ thuật đã được thực hiện: vị trí trong một vỏ với bộ vi sai phía sau, van điện thủy lực đã được thay thế bằng van điện từ (để tăng tốc độ), bơm điện đã được hiện đại hóa, bộ lọc dầu không cần bảo dưỡng đã được lắp đặt , lượng dầu đã được tăng lên.
3. Thế hệ thứ ba (từ năm 2004). Thay đổi thiết kế chính là một máy bơm điện hiệu quả hơn và một van một chiều. Thiết bị hiện có thể được khóa trước bằng điện tử. Sau 150 mili giây, cơ chế hoàn toàn bị chặn.
4. Thế hệ thứ tư (từ năm 2007). Nguyên lý hoạt động không thay đổi. Biến đổi cơ cấu: áp suất trong hệ thống thủy lực của cơ cấu lúc này tạo ra một bơm điện mạnh mẽ, ly hợp chỉ được điều khiển bằng điện tử, thiết bị thế hệ thứ tư chỉ được lắp đặt trên các máy có hệ thống ESP. Sự khác biệt chính là tốc độ khác nhau trên trục trước và cầu sau không còn là điều kiện để thực hiện ly hợp.
5. Thế hệ thứ năm (từ năm 2012). Nguyên lý hoạt động không thay đổi. Đặc điểm thiết kế Haldex thế hệ mới nhất: bơm chạy liên tục, ly hợp được điều khiển bằng điện hoặc thủy lực, cơ cấu có thể thay thế riêng biệt. Sự khác biệt chính là mức độ cao hơn của các thành phần chất lượng.

Ưu và nhược điểm của ly hợp

Lợi ích:

• thời gian phản ứng tối thiểu (ví dụ, một khớp nối nhớt cho phép các bánh xe trượt trước và sau đó khóa lại);
• kích thước tối thiểu;
• có thể kết hợp với hệ thống chống trượt;
• cho phép bạn tránh tải nặng lên hộp số khi đỗ xe và điều khiển xe;
• điều khiển điện tử.

Nhược điểm:

• tạo áp suất trong hệ thống không đúng lúc (thế hệ thứ nhất);
• ngắt ly hợp sau khi có sự can thiệp của hệ thống điện tử (thế hệ 1 và 2);
• không có bộ vi sai trung tâm nên cầu sau không thể quay nhanh hơn cầu trước (bộ ly hợp thế hệ thứ tư);
• do đó, không có bộ lọc, do đó, thay dầu thường xuyên là cần thiết (thế hệ thứ năm);
• Các phần tử điện tử thường kém tin cậy hơn các phần tử cơ khí.

Thế hệ thứ tư của bộ Haldex là một trong những hệ dẫn động bốn bánh plug-in lý tưởng nhất. Bộ ly hợp này được sử dụng trên Bugatti Veyron tuyệt vời. Cơ chế này đã trở nên phổ biến do tính đơn giản, độ tin cậy và khả năng điều khiển điện tử chất lượng cao. Hãy nhớ rằng ly hợp Haldex được sử dụng rộng rãi không chỉ trong các xe Volkswagen (ví dụ: Golf, Transporter, Tiguan) mà còn trên các xe của các nhà sản xuất khác: Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab và các hãng khác.