За Haldex и специалната течност за него
1. Назначаване на съединителя HaldexИзползването на многодисков фрикционен съединител Haldex с електрохидравлично управление направи възможно въвеждането на електронно управление на задвижването на всички колела на автомобила. Блокът за управление на съединителя Haldex отчита не само въртенето на колелата, но и условията на шофиране - завой, скорост на автомобила, както и шофиране в режим на принудителен празен ход или тяга.
Съединителите Haldex от първо и второ поколение използват разликата между скоростите на въртене на предния и задния мост на автомобила, за да задействат помпата на съединителя, която създава работното налягане на маслото. Помпата се състои от гърбичен диск, задвижваща ролка и две паралелно работещи бутала. Под действието на налягането на маслото буталото компресира пакета от фрикционни дискове. Размерът на силата на натиск определя предавания въртящ момент. Входящите и изходящите клапани, както и електронно управляваният клапан и контролният блок регулират налягането, което компресира фрикционните дискове на съединителя.
Съединителят за задвижване на четирите колела от поколение IV (виж фигура 1) и предишният модел на съединителя Haldex имат същия принцип на работа - предаване на въртящия момент с помощта на пакет от фрикционни дискове. Новото е, че налягането в хидравличната система на съединителя се създава от електрическа помпа. Предаваният въртящ момент се коригира от блока за управление на задвижването на четирите колела чрез сигнал към контролния клапан за затваряне на съединителя.Разликата между скоростите на предните и задните колела вече не е условие за включване на съединителя 4WD.
Основните конструктивни характеристики на съединителя са: електрохидравлично управляван многодисков фрикционен съединител , интегриран в корпуса на задното крайно задвижване;опростена (в сравнение с предишни модели) хидравлична система; управлението на помпата се оптимизира в зависимост от необходимото налягане в момента.
Управлението на съединителя е възможно независимо от условията на шофиране, като се постига бързо увеличаване на въртящия момент с предсказуем контрол, постоянно задействано задно крайно задвижване, съединител Haldex, съвместим без ограничения с електронни системи за управление на спирачките.
2. Дизайн и принципи на работа на Haldex 4 Като начало (тук се разглежда само Haldex 4, както в автомобила Volvo 2011MY), можете да вземете документацията от VIDA, но работата на съединителя е описана по-подробно в [1]. Важните точки за разбиране са подчертани судебелен курсив.
С помощта на съединителя за задвижване на всички колела се осъществява контролирано предаване на въртящия момент от предната към задната ос на автомобила. Размерът на въртящия момент, предаван от съединителя към задната ос,се определя от степента на затваряне на съединителя. Основните компоненти на съединителя са показани на фигура 2.
Главината се задвижва от задвижващия вал на задната ос чрез фланцова връзка (вижте Фигура 4 a).
Пакет от фрикционни съединители е монтиран на зъбния външен пръстен на главината, който, когато съединителят е затворен, предава въртящ момент към барабана, който действа като тяло на пакета на съединителя (виж Фигура 4 b). Барабанът има вътрешен венец, зацепен със стоманените дискове на пакета на съединителя. Чрез шлицовата връзка главният зъбен вал (GP) е монтиран в барабана. Също така на фигура 4 (b) е схематично изображение на буталото на пакета на съединителя.
Буталото на съединителя има формата на пръстен. Когато съединителят е затворен, силата, приложена към буталото, се предава през игления лагер към опаковкатафрикционни дискове. Самото бутало не се върти, пакетът от затворени фрикционни дискове се върти със скоростта на задвижващия вал. Важен елемент от конструкцията е пружината на буталната чаша (вижте Фигура 4 c), поддържаща буталото срещу пакета фрикционни дискове,поради което се избира хлабината между пакета фрикционни дискове и игления лагер.
N.B.Дисковата пружина на съединителя винаги леко компресира пакета на съединителя, така че дори тегленето с преден мост на автомобила, който виси, не трябва да се извършва повече от 50 км със скорост не по-висока от 50 км/ч.(Запомнете този момент!)
Електрохидравличната част на съединителя се състои от помпа на съединителя Haldex, маслен филтър, акумулатор на налягане и контролен клапан за затваряне на съединителя.
Помпа за съединител Haldex - аксиално бутална, монтирана в долната част на съединителя за задвижване на четирите колела. Създава налягане в хидравличната система на съединителя. Помпата редовно пълни акумулатора на хидравлично налягане на съединителя. Работата на помпата се контролира от блока за управление на задвижването на четирите колела в зависимост от необходимото налягане.
Фигура 5 показва диаграма на вътрешната структура на помпата.
Бутало, водещ прът и възвратна пружина са поставени във всеки отвор на цилиндровия блок на помпата. С помощта на люлееща се плоча със сачмен лагер, буталото и водещият прът се движат по време на въртенето на цилиндровия блок на помпата, което води до засмукване на масло в долната позиция на цилиндъра и подаване на масло под налягане в горната позиция на цилиндъра (след завъртане на цилиндъра на 180 °). Ако помпата на съединителя Haldex се повреди, налягането на маслото в хидравличната система не се поддържа. В резултат на това няма предаване на въртящия момент към задната ос на автомобила.
Маслен филтър -без нужда от поддръжка, изпълнен с влакна. В корпуса на масления филтър е разположен възвратен клапан, който предотвратява намаляването на налягането на маслото в смукателния тръбопровод на съединителната помпа Haldex. Предполага се, че системата функционира нормално през целия експлоатационен живот. Въз основа на опита от обслужването на автомобили Volvo в няколко сервиза, на практика се препоръчва системата да се сменя заедно с маслото на всеки 60 хиляди км, на всеки 30 хиляди да се проверява течността Haldex през щепсела за пълнене със спринцовка. Чистатаоригиналнасъединителна течност е прозрачна и има леко жълтеникав цвят [2, 3].
Най-важният елемент на съединителя е акумулаторът на налягане (виж фигура 6).
Акумулаторът на налягане (BP) е направен много компактен поради използването на три коаксиални компресионни пружини, той е монтиран в горната част на съединителя. Силата на натиск на пружините позволява на акумулатора да поддържаналягане на маслото в хидравличната система на ниво от 30 бара (3 MPa!).
В горното изображение на Фигура 6 системата е без налягане - BP пружините са разтоварени. На следното изображение маслената помпа изпомпва течност в камерата за налягане на акумулатора при работно налягане от 30 бара. Буталните пружини са компресирани. Ако налягането на течността надвиши 30 бара, конструкцията на буталото отваря байпасните канали и част от течността се оттича в резервоара за масло. Тази ситуация е показана на долното изображение на Фигура 6.
По този начин разгледахме почти всички основни конструктивни елементи на съединителя Haldex, с изключение на принципа на управление на съединителя и контролния клапан за затваряне на съединителя.
Фигура 7 показва диаграма на електрохидравличната система на съединителя.
Задействащият механизъм на системата за управление на затварянето на съединителя е управляван от електромагнитен клапанкъсо съединение (KZM) (виж Фигура 8).
Всъщност KZM е линеен соленоид. Той регулира налягането в буталния цилиндър на фрикционния съединител.Налягането на маслото се увеличава пропорционално на управляващия ток, подаден към клапана.
Благодарение на работата на съединителната помпа Haldex и наличието на акумулатор на налягане, в захранващия тръбопровод на хидравличната система се поддържа налягане от 30 бара. (вижте фигура 8, изображение 1). Когато се прилага ток към намотката на електромагнита, възниква сила, пропорционална на силата на тока, която избутва макарата нагоре, поради което каналът се отваря. По този начин се задава работното налягане в кухината на буталото на фрикционния съединител. (вижте фигура 8, изображение 2).
Работното налягане действа върху буталото и върху стените на контролната камера на макарата. Силата от налягането на маслото върху стените на камерата за регулиране действа в същата посока като силата на съпротивление на пружината при натиск. Силата на електромагнита е насочена в обратна посока. Така при достигане на необходимото работно налягане се установява баланс на силите, докато байпасният канал се затваря.
По този начин работното налягане се поддържа на постоянно ниво (вижте фигура 8, фигура 3).
Електрохидравличната система се управлява от блок за управление на съединителя Haldex, монтиран върху корпуса на съединителя с крайна предавка и диференциал. При XC90 този блок често се краде.
Това устройство получава сигнали чрез CAN шината от модулите на спирачната система и системите за стабилизиране на движението, като използва тези данни, изчислява необходимото налягане в хидравличната система на съединителя, за да съответства оптимално на силата на компресия на пакета от фрикционни дискове на съединителя на задвижването на всички колела и въртящия момент, предаван едновременно към условията на шофиране, контролирайки KZM. Блокирайтеуправлението регулира времето на работа на помпата и изпраща сигнали към KZM. Стойността на налягането в хидравличната система се определя само от позицията на KZM. Сензор за температура на маслото в системата също е инсталиран на платката на контролния блок.
При стартиране на двигателя на автомобила се активира помпата на съединителя Haldex. Помпата подава масло през масления филтър към напорния тръбопровод към акумулатора за налягане, докато в хидравличната система се достигне налягане от 30 бара. По сигнал от блока за управление на задвижването на всички колела, KZM се затваря по такъв начин, че работното налягане, създадено в кухината на буталото, се запазва. Буталото от своя страна компресира пакета от фрикционни дискове. Фигура 9 показва диаграма на фигура 8 при създаване на работно налягане в системата.
При всякакви условия на движение на превозното средство се поддържа постоянно налягане от 30 бара в захранващата линия между помпата и KZM с помощта на кръвно налягане. Регулирането на работното налягане се извършва само от KZM. Стойността на работното налягане определя силата върху буталото, необходима за условията на шофиране. Работното налягане може да варира от 0% при спиране до 100% при потегляне и ускоряване (30 бара е максималното налягане на маслото, създадено в хидравличната система).
Изводи: 1. Механичната част на съединителя Haldex се основава на контролирана компресия на пакета на съединителя 2. съединителят се контролира постоянно при всякакви пътни условия чрез сигнали от системите за управление на спирачките и стабилизиране на движението 3.Пакетът на съединителя е почти винаги в режим на приплъзванепоради, първо, пружината на камбаната, която леко притиска пакета дори в покой, и второ, когато автомобилът се движи по пътя, когато необходимият въртящ момент се предава на задната ос в завои, ускорение, приплъзване на колелата на предната ос 4. Запостигане на бързи реакции на съединителя при всякакви условия (намеса на DSTC, например)създава се много високо налягане в системата до 30 бара, от описанието на конструкцията и работата следва, челуфтовете между дисковете и съединителите в пакета на съединителя са минимални
Можете да сравните тези режими с режимите на работа на съединителите в автоматичните трансмисии, където постоянното приплъзване на пакета на съединителя е неизправност, налягането обикновено не надвишава 10 бара, а температурите над 100 градуса вече са критични.
Поисках диск от комплекта съединители Haldex за XRF анализ на състава на повърхността, но вече от косвени данни може да се каже, че това е металокерамика, а не кевлар или карбонови композити. Тоест фундаментално различни свойства на триене и други условия на работа, въпреки че самият дизайн на триещия механизъм Haldex не е нов, но дяволът е в детайлите.
3. Сравнение на течности Dextron III и специални течности HaldexСега нека да разгледаме описанието на техническата течност Haldex. От [2] следва, че течността запазвапостоянни (ако буквално - хомогенни) свойства на триенепрез целия експлоатационен живот, може да работи при температури140 градуса по Целзий и 30 бара, без да губи свойства, осигурявависоки характеристики на триенеи предотвратява приплъзване в съединителя,притежава последователно изключително високи характеристики на срязване. В същото време маслото е много течно - при 100 градуса има кинематичен вискозитет 5,30 cSt, при 40 - 25,2 cSt. Тоест, Dextron III клас ATP със своя
35-40 cSt на 40 градуса и 7,7 cSt на 100 вече не мирише. Това е дори по-ниско от Toyota WS, Mercon LV, Dextron VI.
Цитат от [3]: Важна информация Volvo разработи това масло в сътрудничество с доставчикафрикционни съединители за автомобили със задвижване на всички колела. Продуктът се предлага само като част от арт № 31325136 и 9487308 и не може да бъде закупен като обикновено масло.
Всъщност Statoil не доставя течност Haldex под собствената си марка.
От [4] виждаме приблизителен списък на компонентите (тези, които са близки до химията, могат да проверят CAS номерата): 1. високо рафинирани минерални масла CAS 989987-80-2 > 90% (маса) 2. сулфонови киселини петролни продукти (какви?) калциеви соли 3 години Етикети: консумативи