Четвертое поколение слева, пятое поколение справа.
Муфта полного привода размещена в корпусе задней главной передачи. С помощью муфты полного привода производится управляемая передача крутящего момента от передней к задней оси автомобиля. Величина крутящего момента, передаваемого муфтой на заднюю ось, определяется степенью замыкания муфты.
Особенности конструкции:
• Для крутящего момента двигателя до 380 Н·м.
• Крутящий момент, передаваемый на заднюю ось до 3600 Н·м.
• Фрикцион с электрическим/гидравлическим управлением.
• Заменяется отдельно.
• Постоянно работающий насос.
Устройство муфты
Муфта полного привода поколения V состоит из следующих узлов:
Конструкция муфты
Муфта полного привода поколения V и предыдущая модель имеют одинаковый принцип действия — передача крутящего момента с помощью пакета фрикционных дисков.
Не совсем корректно говорить, что «Халдекс» подключает заднюю ось. Даже при отличном сцеплении колес с дорогой на корму все равно перетекает до 10% крутящего момента. Это своего рода «преднатяг». Зачем он нужен? Чтобы система всегда была наготове и при необходимости молниеносно перебросила тягу – ведь от быстроты срабатывания зависят управляемость и вездеходные качества.
Принцип действия «Халдекса» не менялся на протяжении нескольких десятилетий, но с каждым поколением муфта становилась технологичнее и компактнее, работала быстрее и точнее . На ведущие диски приходит крутящий момент от двигателя, а ведомые связаны с приводами задней оси. Гидравлические приводы по команде электроники сжимают пакет дисков, – чем крепче они сцепляются, тем больше тяги может быть переброшено назад при проскальзывании передних колес. И крутящий момент, передаваемый на вторую пару колес, изменяется плавно.
В трансмиссии новых моделей появилась более совершенная муфта – пятого поколения. Основные изменения произошли в гидравлической системе, которая под контролем электроники сжимает и разжимает диски.
В четвертом «Халдексе» электронасос создавал рабочее давление жидкости (до 30 бар), а управляющий электромагнитный клапан ограничивал ее подачу к кольцевому поршню, сжимающему пакет дисков. Чем больше жидкости перепускал клапан, тем плотнее прижимались друг к другу диски и тем более высокий крутящий момент мог передаваться на заднюю ось.
В муфте пятого поколения насос снабдили центробежным регулятором, который отмеряет нужное рабочее давление в системе. При вращении рычаги регулятора под действием центробежной силы расходятся и перекрывают каналы, по которым масло сливается в поддон. При этом давление в системе растет, поршень начинает сжимать диски. Если требуется разблокировать муфту, автоматика снижает обороты электромотора, рычаги возвращаются в исходное положение, клапаны открываются и давление падает.
По сути, центробежный регулятор заменил две детали: управляющий электромагнитный клапан и гидроаккумулятор, необходимый для поддержания давления.
Правда, для страховки ввели компактный предохранительный клапан – он открывается и стравливает излишки масла в резервуар, когда давление поднимается выше 44 бар.
Новые узлы:
• предохранительный клапан;
• втулка с масляными каналами.
Изменённые узлы по сравнению с муфтой полного привода поколения IV:
• насос муфты полного привода V181;
• блок управления полного привода J492;
• корпус.
Следующие узлы муфты полного привода поколения IV на новой муфте отсутствуют:
• аккумулятор давления;
• клапан управления замыкания муфты N373;
• масляный фильтр.
Насос муфты полного привода V181
Конструктивно насос муфты полного привода V181 представляет собой поршневой насос со встроенным центробежным регулятором. Он создаёт давление в гидросистеме муфты и регулирует его. Блок управления полного привода J492 постоянно удерживает насос включённым.
Поршневой насос
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 засасывается в камеры и подаётся затем от стороны нагнетания к кольцевому поршню и во внутреннюю часть центробежного регулятора.
Центробежный регулятор
Встроенный центробежный регулятор состоит из центробежных рычагов и центробежных клапанов (шариков). Он регулирует создаваемое насосом давление масла.
При вращении рычаги регулятора под воздействием центробежной силы отжимаются наружу. При этом они прижимают шарики клапанов к их сёдлам.
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан служит для защиты деталей и узлов от повышенного давления. Когда создаваемое насосом полного привода V181 давление превышает 44 бара, давление масла становится больше прижимающего усилия пружины.
Пружина сжимается и шарик предохранительного клапана отходит от седла. Через открывшееся отверстие масло муфты возвращается в масляный поддон.
Регулирование
Давление масла создаётся и устанавливается на соответствующем уровне в результате совместной работы поршневого насоса и центробежного регулятора. Результирующее давление масла подаётся на кольцевой поршень.
Кольцевой поршень сжимает пакет дисков фрикциона с различной силой. Величина усилия
сжатия определяет передаваемый на заднюю ось крутящий момент.
Давление на низких оборотах
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.
Давление на средних оборотах
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.
Давление на высоких оборотах
При снижении частоты вращения электродвигателя сила нажатия центробежных рычагов на шарики клапанов уменьшается. Через образующийся зазор масло перетекает в масляный поддон.
Рабочее давление масла уменьшается. Между центробежными усилиями и гидравлическим
давлением вновь устанавливается равновесие.
Калибровка характеристики давление-ток
После каждой замены насоса муфты и блока управления необходимо выполнять базовую установку. В ходе такой базовой установки привод муфты сначала прокачивается, после чего калибруется на 0 и на 44 бар. В результате этой калибровки устанавливается, какая сила тока требуется для поддержания определённого давления.
Блок управления насоса использует эту характеристику (которая не является линейной), чтобы определить значение тока, необходимого для реализации крутящего момента, передаваемого на заднюю ось в той или иной динамической ситуации.
При сбое базовой установки устанавливаются значения по умолчанию, заданные производителем. Прокачка и калибровка выполняются автоматически в ходе каждой поездки.
Схема системы управления
Управление муфтой полного привода осуществляется блоком управления по заложенной в нём динамической модели. Важные для регулирования сигналы, такие как скорость вращения колёс, положение автомобиля и испытываемое им ускорение, поступают от блока управления ABS J104. Другие сигналы, например, развиваемый общий крутящий момент, поступают 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.
