Aufbau und Funktionsprinzip der Haldex-Allradkupplung

Die Haldex-Kupplung ist die Hauptkomponente des XNUMXWD-Systems und sorgt für eine kontrollierte Drehmomentübertragung, deren Höhe vom Grad der Kupplungskompression abhängt. In den meisten Fällen überträgt dieses Gerät das Drehmoment von der Vorderachse auf die Hinterachse des Autos. Der Mechanismus befindet sich im Differentialgehäuse der Hinterachse. Berücksichtigen Sie das Funktionsprinzip, die Komponenten der Haldex-Kupplung, die Eigenschaften jeder Generation sowie ihre Vor- und Nachteile.

Wie eine Kupplung funktioniert

Lassen Sie uns das Funktionsprinzip am Beispiel des 4Motion-Systems analysieren. Dieser automatische Allradantrieb ist in Volkswagen-Fahrzeugen verbaut. Die Hauptbetriebsarten der Haldex-Kupplung:

1. Beginn der Bewegung – das Auto beginnt sich zu bewegen oder zu beschleunigen, ein großes Drehmoment wird an die Hinterachse geliefert. Die Kupplungsreibungen sind in diesem Fall vollständig komprimiert und das Steuerventil ist geschlossen. Das Steuerventil ist ein Element des Steuersystems, dessen Stellung den Druck in den Reibscheiben bestimmt. Der Druckwert liegt je nach Betriebsart der Kupplung zwischen 0 % und 100 %.
2. Wheel-Spin-Start – Das Fahrzeug startet mit durchdrehenden Vorderrädern, dann wird das gesamte Drehmoment auf die Hinterräder übertragen. Schlupft nur ein Vorderrad, wird zunächst die elektronische Differenzialsperre aktiviert und anschließend die Kupplung betätigt.
3. Fahren mit konstanter Geschwindigkeit – die Geschwindigkeit ändert sich während der Fahrt nicht, dann öffnet das Steuerventil und die Kupplungsreibungen werden mit unterschiedlichen Kräften komprimiert (abhängig von den Fahrbedingungen). Die Hinterräder werden nur teilweise angetrieben.
4. Fahren mit Radschlupf – die Drehzahl der Räder des Fahrzeugs wird durch die Signale der Sensoren und des ABS-Steuergeräts bestimmt. Das Steuerventil öffnet oder schließt abhängig davon, welche Achse und welche Räder durchdrehen.
5. Bremsen – wenn das Auto langsamer wird, wird die Kupplung vollständig gelöst bzw. das Ventil geöffnet. In diesem Modus wird kein Drehmoment an die Hinterachse übertragen.

Wie Haldex funktioniert

Betrachten Sie die Hauptkomponenten der Haldex-Kupplung:

• Reibscheibenpaket. Es besteht aus Reibscheiben mit erhöhtem Reibungskoeffizienten und Stahlscheiben. Erstere verfügen über eine interne Verbindung zur Nabe, letztere über eine externe Verbindung zur Trommel. Je mehr Scheiben im Paket sind, desto größer ist das übertragene Drehmoment. Die Scheiben werden durch Kolben unter Einwirkung des Flüssigkeitsdrucks zusammengedrückt.
• Elektronisches Steuersystem. Es besteht wiederum aus Sensoren, einem Steuergerät und einem Aktor. Eingangssignale zur Kupplungssteuerung kommen vom ABS-Steuergerät, dem Motorsteuergerät (beide Geräte übertragen Informationen über den CAN-Bus) und dem Öltemperatursensor. Diese Informationen werden von der Steuereinheit verarbeitet, die Signale für den Aktuator – das Steuerventil – generiert, von dem das Verdichtungsverhältnis der Scheiben abhängt.
• Der Hydraulikspeicher und die Hydraulikpumpe halten den Öldruck in der Kupplung innerhalb von -3 MPa.

Entwicklung von Haldex-Kupplungen

Derzeit gibt es fünf Generationen von Haldex. Schauen wir uns die Merkmale jeder Generation an:

1. Erste Generation (seit 1998). Die Basis der Kupplung ist ein Mechanismus, der den Drehzahlunterschied der Wellen zur Vorder- und Hinterachse von Autos bestimmt. Der Mechanismus wird blockiert, wenn die Vorderachse durchrutscht.
2. Zweite Generation (seit 2002). Das Funktionsprinzip hat sich nicht geändert. Es wurden lediglich technische Verbesserungen vorgenommen: Unterbringung in einem Gehäuse mit Hinterachsdifferential, das elektrohydraulische Ventil wurde durch ein Magnetventil ersetzt (zur Geschwindigkeitserhöhung), die Elektropumpe wurde modernisiert, ein wartungsfreier Ölfilter wurde eingebaut , die Ölmenge wurde erhöht.
3. Dritte Generation (seit 2004). Die wichtigste Designänderung ist eine effizientere Elektropumpe und ein Rückschlagventil. Das Gerät kann nun elektronisch vorverriegelt werden. Nach 150 Millisekunden ist der Mechanismus vollständig blockiert.
4. Vierte Generation (seit 2007). Das Funktionsprinzip hat sich nicht geändert. Strukturelle Veränderungen: Der Druck im Hydrauliksystem des Mechanismus erzeugt nun eine leistungsstarke Elektropumpe, die Kupplung wird nur noch elektronisch gesteuert, das Gerät der vierten Generation ist nur bei Maschinen mit ESP-System verbaut. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass unterschiedliche Geschwindigkeiten an Vorder- und Hinterachse keine Voraussetzung mehr für das Einkuppeln sind.
5. Fünfte Generation (seit 2012). Das Funktionsprinzip hat sich nicht geändert. Haldex-Konstruktionsmerkmale der neuesten Generation: Die Pumpe läuft kontinuierlich, die Kupplungen werden elektrisch oder hydraulisch gesteuert, der Mechanismus kann separat ausgetauscht werden. Der Hauptunterschied ist ein höheres Maß an Qualitätskomponenten.

Vor- und Nachteile einer Kupplung

Vorteile:

• minimale Reaktionszeit (z. B. ermöglicht eine Visco-Kupplung, dass die Räder zunächst durchrutschen und dann blockieren);
• Mindestabmessungen;
• kombinierbar mit Anti-Rutsch-Systemen;
• ermöglicht es Ihnen, beim Parken und Rangieren des Fahrzeugs schwere Belastungen des Getriebes zu vermeiden;
• elektronische Steuerung.

Nachteile:

• vorzeitiger Druckaufbau im System (1. Generation);
• Ausschalten der Kupplung nach Eingriff elektronischer Systeme (1. und 2. Generation);
• ohne Mittendifferenzial, daher kann sich die Hinterachse nicht schneller drehen als die Vorderachse (Kupplungen der vierten Generation);
• ohne Filter, dadurch häufiger Ölwechsel notwendig (fünfte Generation);
• Elektronische Elemente sind normalerweise weniger zuverlässig als mechanische.

Die vierte Generation der Haldex-Aggregate ist eines der idealsten Plug-in-Allradantriebssysteme. Diese Kupplung wird am wunderschönen Bugatti Veyron verwendet. Der Mechanismus erfreut sich aufgrund seiner Einfachheit, Zuverlässigkeit und hochwertigen elektronischen Steuerung großer Beliebtheit. Denken Sie daran, dass die Haldex-Kupplung nicht nur in Volkswagen-Fahrzeugen (z. B. Golf, Transporter, Tiguan) weit verbreitet ist, sondern auch in Fahrzeugen anderer Hersteller: Land Rover, Audi, Lamborghini, Ford, Volvo, Mazda, Saab und anderen.