Περί Haldex
Δέκα χρόνια και κάτι πέρασαν ήδη από την παρουσίαση της πρώτης γενιάς του πολύδισκου συμπλέκτη της Haldex στο αμάξωμα του ΤΤ, ενός συστήματος που ήρθε από τη Σουηδία για να αντιμετωπίσει την «παραδοσιακή» τετρακίνηση. Σε αντίθεση με την αμιγώς μηχανική αρχιτεκτονική των τριών διαφορικών αλλά και του συνεκτικού συμπλέκτη, που ήταν το σύνηθες της εποχής για τετρακίνητα αυτοκίνητα με εγκάρσια τοποθετημένο κινητήρα, το νέο σύστημα προσέφερε μικρότερο βάρος και κόστος, οικονομία καυσίμου αλλά και ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον: λόγω τόσο του εξελίξιμου αρχικού concept όσο και των ηλεκτρονικών.Η βασική αρχή λειτουργίας είναι απλή. Η κίνηση μεταδίδεται όχι μόνο στους εμπρός τροχούς, αλλά και σε ένα διαμήκη άξονα μετάδοσης. Αυτός καταλήγει σε ένα μηχανισμό ο οποίος φροντίζει για τον έλεγχο της ροπής που θα φτάνει στους πίσω τροχούς. Πρόκειται για έναν υγρό πολύδισκο συμπλέκτη με μία είσοδο (ο άξονας μετάδοσης) και μία έξοδο (ο άξονας προς το πίσω διαφορικό). Υπό κανονικές συνθήκες κίνησης (στην ευθεία δηλαδή), στην πρώτη γενιά του συστήματος της Haldex, όταν οι δύο άξονες έχουν την ίδια ταχύτητα περιστροφής, ο συμπλέκτης παραμένει απενεργοποιημένος και ολόκληρη η ροπή του κινητήρα μεταφέρεται στους εμπρός τροχούς. Για να μεταφερθεί στους πίσω, θα πρέπει πρώτα να διαφοροποιηθούν οι σχετικές ταχύτητες των δύο αξόνων, για παράδειγμα όταν οι εμπρός τροχοί χάσουν την πρόσφυσή τους και σπινάρουν. Η διαφορά ταχύτητας δημιουργεί πίεση στο υδραυλικό κύκλωμα του συμπλέκτη και η ροή του λαδιού -που είναι ανάλογη της διαφοράς ταχύτητας- ενεργοποιεί ένα έμβολο. Αυτό με τη σειρά του συμπιέζει τα δισκάκια του συμπλέκτη, μεταφέροντας έτσι ροπή μέχρι να εξισορροπηθεί η διαφορά ταχύτητας των δύο αξόνων. Έχουμε, λοιπόν, έτσι ένα βασικά προσθιοκίνητο αυτοκίνητο, που κατά περίσταση μετατρέπεται σε τετρακίνητο.
Φυσικά, η διαδικασία μεταφοράς ροπής πίσω συντελείται με κάποια υστέρηση (πρώτα πρέπει να σπινάρουν οι εμπρός τροχοί για να μεταφερθεί ροπή στους πίσω), πρόβλημα που μετριάζεται στις αμέσως επόμενες γενιές. Από το 2002 (στο Volvo XC90), το σύστημα αποκτά πλήρη ηλεκτρονικό έλεγχο με δυνατότητα υπολογισμού του ποσού της ροπής που πρέπει να μεταφερθεί στους πίσω τροχούς αλλά και ταχύτερη απόκριση (σε 1/6 της περιστροφής του τροχού), χάρη σε μια αντλία που προφορτίζει με πίεση το υδραυλικό σύστημα. Αυτό επιτρέπει στο συμπλέκτη να αντιδρά πολύ πιο άμεσα και προσφέρει κατανομή της ροπής που υπό κανονικές συνθήκες διαμορφώνεται σε 95% εμπρός - 5% πίσω, ακριβώς λόγω της προφόρτισης που συμπαρασύρει τον πίσω άξονα. Η συνεργασία του συστήματος με τους διαθέσιμους αισθητήρες του αυτοκινήτου και η συλλογή δεδομένων από αυτούς επιτρέπουν την προσαρμογή της τετρακίνησης σε διαφορετικές οδηγικές συνθήκες και συντελεστές τριβής.
Η τρίτη γενιά εξελίσσεται σε συνεργασία με τη Land Rover, για τις απαιτήσεις που η ίδια είχε για το Freelander 2 το 2006: ένα είδος ηλεκτρονικά ελεγχόμενης σύζευξης με δυνατότητα ενεργοποίησης από στάση (για τη μείωση του σπιναρίσματος των τροχών κατά την εκκίνηση), γρήγορης εμπλοκής σε συνθήκες απώλειας πρόσφυσης και γρήγορης απενεργοποίησης, ώστε να μην επηρεάζει τα συστήματα ενεργητικής ασφάλειας. Η λύση βρέθηκε με την εξέλιξη μιας βελτιωμένης αντλίας που παρέχει πίεση στο σύστημα τετρακίνησης, από τη στιγμή που θα πάρει μπροστά ο κινητήρας. Επίσης, εξασφαλίζει τάχιστη απόκριση στη μετάδοση της κίνησης στους πίσω τροχούς, μέσα σε 15 μοίρες ολίσθησης των εμπρός τροχών, σε αντίθεση με τις προηγούμενες γενιές, που χρειάζονταν 60 ή και περισσότερες μοίρες, αλλά και δυνατότητα μεταφοράς έως και 1.500 Nm, καθιστώντας την απόδοση του Ηaldex ιδιαίτερα ελκυστική για κάθε είδος SUV. Όπως προείπαμε, η τρίτη γενιά εξελίχθηκε αποκλειστικά για το Freelander 2 και αργότερα (από το 2005) τοποθετήθηκε και σε ολόκληρη την γκάμα της Volvo υπό την ονομασία «Instant Traction».
Η τέταρτη γενιά αποτελεί την πιο πρόσφατη εξέλιξη. Φυσικά, οι Σουηδοί τεχνικοί φρόντισαν και πάλι να μειώσουν ακόμα περισσότερο το χρόνο απόκρισης, αυτήν τη φορά με ένα λίγο διαφορετικό τρόπο: Αποχωρίστηκαν την ενσωματωμένη στον Ηaldex αντλία και αντ’ αυτής πρόσθεσαν μία βαλβίδα ανακούφισης στο υδραυλικό του κύκλωμα και ένα συσσωρευτή λαδιού, ο οποίος τροφοδοτείται από μία εξωτερική (ως προς τον πολύδισκο συμπλέκτη) αντλία. Με αυτό το τρικ η υδραυλική πίεση υπάρχει πάντα στο κύκλωμα και δε χάνεται περιττός χρόνος για την αύξησή της στα επιθυμητά επίπεδα. Τη στιγμή που θα απαιτηθεί μέγιστη μεταφορά ροπής πίσω, η βαλβίδα απλώς κλείνει, ενώ με τη βαλβίδα ανοιχτή το λάδι κυκλοφορεί ελαχιστοποιώντας τη μεταφορά ροπής στον πίσω άξονα (περίπτωση απενεργοποίησης του συστήματος, όταν δηλαδή λειτουργεί το ABS ή το ESP). Φυσικά, όλες οι ενδιάμεσες τιμές βύθισης της βαλβίδας είναι εφικτές και ανεξάρτητες από μια ευθεία αναλογία ως προς τη διαφορά ταχύτητας των αξόνων εισόδου και εξόδου. Πέραν αυτής της -σημαντικής- αναβάθμισης στο Saab 9-3 Turbo XWD (Cross-Wheel-Drive), όπου πρωτοπαρουσιάστηκε η τέταρτη γενιά, υπάρχει ακόμα ένας παρόμοιας κατασκευής, ηλεκτρονικά ελεγχόμενος συμπλέκτης Haldex τοποθετημένος εγκάρσια, ο οποίος καθορίζει την κατανομή ροπής μεταξύ των δύο πίσω τροχών. Οι Σουηδοί τον αποκαλούν «eLSD» (electronic Limited Slip Differential), γιατί ουσιαστικά αυτό είναι: ένα ηλεκτρονικά ελεγχόμενο διαφορικό περιορισμένης ολίσθησης με τη δυνατότητα να μεταφέρει έως και 50% της ροπής που φτάνει πίσω, στον τροχό με τη μεγαλύτερη πρόσφυση. Πρόοδος υπήρξε και στο ηλεκτρονικό κομμάτι, αφού πλέον τα δεδομένα που συλλέγονται από τους 20 αισθητήρες με τους οποίους συνεργάζεται η τετρακίνηση ελέγχονται με συχνότητα 100 Hz (100 φορές ανά δλ.), ενώ ο χρόνος ανοίγματος της βαλβίδας είναι μόλις 60 ms.
Η κατανομή της ροπής του Haldex τέταρτης γενιάς στους τέσσερις τροχούς είναι 96%-4% εμπρός-πίσω υπό κανονικές συνθήκες κίνησης και φτάνει στο 50%-50% όταν αυτό απαιτείται, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια της επιτάχυνσης. Λόγω αρχιτεκτονικής (η κίνηση δε μεταφέρεται σε κάποιο κεντρικό διαφορικό που μοιράζει τη ροπή εμπρός-πίσω, αλλά προέρχεται από τον εμπρός άξονα), αυτή είναι και η μέγιστη τιμή ροπής που μπορεί να μεταφερθεί στους πίσω τροχούς. Πολλές φορές διάφοροι κατασκευαστές (αλλά και η ίδια η Haldex) ισχυρίζονται πως το 100% της διαθέσιμης ροπής μπορεί να φτάσει στους πίσω τροχούς. Η λέξη κλειδί είναι το «διαθέσιμης» και αυτό συμβαίνει σε μία πολύ ειδική περίπτωση: Όταν οι εμπρός τροχοί χάσουν εντελώς την πρόσφυσή τους, άρα η ροπή που θα μεταφερθεί σε αυτούς θα ισούται με μηδέν! Αυτό δε σημαίνει, λοιπόν, τίποτα παραπάνω από το ότι οι μόνοι τροχοί στους οποίους μεταφέρεται ροπή, σε αυτήν την περίπτωση, είναι οι πίσω - το 50% της ροπής του κινητήρα, για την ακρίβεια!_ Ν. Κ.