奥迪和大众虽然是“一家人”，但是在四驱技术上并没有实现共享。大众有着自己的四驱方式4Motion，这跟奥迪的Quattro截然不同。大众4Motion是与瑞典的四轮驱动开发商Haldex合作开发的，是由大众提供车型设计数据和数字模型给Haldex公司，然后由Haldex操刀设计匹配，最后生产出总成由大众直接采购。这种模式很常见，瑞典的沃尔沃也是采用的由Haldex提供的类似产品。
大众之所以不能直接应用奥迪成熟的四驱技术，这主要跟大众的传动方式有关。我们知道奥迪和大众的主打车型虽然都为前驱，但奥迪主要以纵置发动机为主，而大众则是以横置发动机为主。
前面讲解过，奥迪的Quattro之所以能够设计得紧凑，主要归功于它的前纵置发动机布置。但大众的横置发动机显然不能满足Quattro在布置上的需求。而最早为沃尔沃设计四驱系统的瑞典Haldex公司提出的解决方案正好对准了大众的口味，因为沃尔沃全系列车也是采用的前横置发动机平台设计。
图2-134 Haldex离合器总成
全时全轮驱动在大众和奥迪汽车上已有近15年的历史。其中，大众公司从带有粘液耦合器的同步式四驱系统发展到带有现今的Haldex离合器的四驱系统。
在前轴和后轴之间存在转速差时，滑差识别系统被激活，然后将驱动转矩相应地分配到两根车轴上。大众汽车以前一直使用的粘液耦合器只能识别滑差，但不能识别其原因。如图2-134所示，随着Haldex离合器的开发，现代全轮驱动技术取得了巨大的进步。Haldex离合器是可调节的，在调节操作时，通过计算机顾及其他的信息，不仅仅是滑差，而且汽车的动态行驶状态也决定了驱动力的分配。计算机通过CAN总线共享ABS车轮转速传感器和发动机功率电子控制系统（加速踏板信号）的信号。有了这些数据，计算机就能掌握关于车速、弯道行驶、滑行或牵引模式等所有最基本的信息，并且可以对各种情况作出最佳反应。
Haldex离合器具有如下优点：
1）使用电子控制膜片式离合器的永久四轮驱动。
2）前轮驱动特性。
3）快速响应方式。
4）驻车和调车时无抖动。
5）适用于各种轮胎（例如应急轮胎）。
6）抬起车轴牵引时无限制。
7）与滑差控制系统，如ABS、EDS、ASR、EBV和ESP完全兼容。
1.四轮驱动传动系统
四轮驱动传动系统与全新的膜片式离合器是专门为大众集团的A平台横向前置发动机而开发的。这个新型离合器是一个紧凑型总成，其安装位置与以前驱动装置的粘液耦合器的安装位置相同，它位于后轴主减速器上，并由传动轴驱动（图2-135所示）。
图2-135 Haldex离合器安装位置
发动机转矩通过手动变速器、前轴差速器和前轴驱动机构传输到传动轴上。传动轴与Haldex离合器的输入轴相连。在Haldex离合器中，输入轴与连接后轴差速器的输出轴是分离的。只有当Haldex离合器的膜片组接合时，转矩才能传输到后轴差速器上。
2.底盘上的变化
如图2-136所示，四轮驱动系统的安装需要一个新的后轴和一个新的后轴悬架。后轴辅助框架设计得非常平坦，以便获得尽可能大的内部空间。弹簧和减振器分开布置，使前轮驱动汽车的减振性发挥得更好，同时车内更宽。
图2-136 新后轴及悬架
3.燃油供给系统上的变化
如图2-137所示，与前轮驱动车辆相比，需要将四轮驱动车辆的油箱进行调整，以适应更狭小的空间。要考虑为传动轴所需的空间留出一个通道，由此形成了一种“分体式油箱”。
图2-137 燃油供给系统
引流泵通过燃油回油管由两档式燃油泵驱动，将燃油从燃油箱的左半部输送到燃油泵的存储罐中。燃油存量传感器G和G169是串联的。在组合仪表的组合处理器中进行分析。
4.Haldex离合器
如图2-138所示，Haldex离合器主要由机械机构、液压机构和电子装置组成。
（1）机械机构 主要由旋转和移动部件组成，其中包括：
1）输入轴。
2）内外膜片。
3）偏心盘。
4）带环形活塞的滚子轴承。
5）输出轴
（2）液压机构 主要由以下部分组成：
1）2个压力阀。
2）2个吸油阀。
3）1个限压阀。
4）蓄压器。
5）油滤器。
6）环形活塞。
图2-138 Haldex离合器结构
（3）电子装置 主要由以下部分组成：
1）电动油泵。
3）温度传感器。
4）控制单元。
5）调节阀（带有电磁线圈）。
图2-139 膜片式离合器结构
5.机械机构
（1）结构 如图2-139所示，离合器的输入轴与传动轴相连。输入轴的转动带动往复活塞和工作活塞的滚子轴承以及外膜片运转。输出轴将从偏心盘到主动齿轮头的各部分构成了一个单元。内膜片也通过纵向齿与输出轴相连。
往复活塞和工作活塞都是环形活塞。
（2）功能 如图2-140所示，在加速的瞬间，输入轴带动往复活塞的滚子轴承围绕着仍然静止的输出轴偏心盘旋转。同时，往复活塞的滚子轴承在偏心盘的高低轨道上运动。滚子继续将这种上下运动传递到往复活塞上。往复活塞由此进行往复运动并建立油压。此油压通过油道传递到工作活塞上，油压将工作活塞向左挤压到轴承滚子和膜片组的压板上，膜片组压在一起。这样就建立起离合器输入轴与输出轴的连接，并由此实现四轮驱动。
当车辆前轴和后轴之间存在转速差时，外膜片壳体及滚子轴承围绕输出轴旋转，使得往复活塞的滚子轴承在偏心盘上滚动。由于偏心盘的形状，往复活塞的滚子轴承的运动轨迹是一个高高低低的轨迹，而且这种往复运动继续传递到壳体内的往复活塞上。
图2-140 膜片式离合器工作状态示意图
如图2-141所示，带有内膜片纵向齿的输出轴与偏心盘和主动齿轮头构成一个单元。带有外膜片纵向齿的外膜片壳体与输入轴构成一个单元。通过往复活塞的往复运动产生一个油压，它通过油道作用于工作活塞上并将其向左推。该压力通过工作活塞的滚子轴承和一个压板传递到膜片组上，离合器接合并在车辆前轴和后轴之间建立起连接。
图2-141 膜片式离合器结构分解
6.液压机构
（1）蓄压器 蓄压器通过弹簧力来调节液压油供油压力并保持压力恒定。
1）系统无压力：如图2-142所示，蓄压器弹簧处于放松状态，没有液压油流过。
2）系统有压力：如图2-143所示，如果供油压力过高，那么蓄压器会将该压力向液压油槽方向卸压。
图2-142 系统无压力
图2-143 系统有压力
如果供油压力过低，那么弹簧会减少或切断液压油流。
（2）限压阀 限压阀用于保护部件，它将工作压力限制为最大约100bar（1bar=0.1MPa）。
如图2-144和图2-145所示，限压阀通过一个弹簧来工作，该弹簧的力的大小已经设定好。如果系统内压力升到100bar，那么限压阀就会打开，液压油通过蓄压器流入到液压油槽，系统卸压。
图2-144 系统压力低于100bar
图2-145 系统压力高于100bar
（3）吸油阀 吸油阀位于Haldex离合器和往复活塞的供油压力一侧。
如图2-146和图2-147所示，吸油阀是弹簧加载的，当供油压力作用在往复活塞方向时，吸油阀会打开。如果往复活塞已经建立起油压，吸油阀就关闭，这样就可保持住往复活塞或工作活塞上的压力。
图2-146 吸油阀打开（供油压力）
图2-147 吸油阀关闭（工作压力）
（4）压力阀 压力阀位于往复活塞、工作活塞和调节环路（带有限压阀和调节阀N373）之间。
如图2-148所示，这种压力阀是弹簧加载的，当超过供油压力时，压力阀就会打开。随后压力阀将油压从往复活塞继续传到工作活塞，与此同时压力阀也打开了带有调节阀N373的调节环路。
如图2-149所示，当工作活塞处于偏心盘上的谷底时，压力阀关闭，这样就可防止朝往复活塞方向卸压。
图2-148 压力阀打开（工作压力）
图2-149 压力阀关闭（无压力或供油压力）
（5）液压机构工作原理
1）无压系统描述。如图2-150所示，限压阀决定了离合器片上的最大压力。由于输入轴和带有偏心盘的输出轴之间的转速差，在往复活塞上产生油压。该油压通过阀门调节，这样就允许膜片式离合器在断开和将近接合的状态下有一定的滑差。(www.xing528.com)
图2-150 无压系统示意图
2）电动油泵的建压（预压）。如图2-151所示，自发动机转速大于400r/min起，电动油泵被电动控制。电动油泵通过滤网从离合器壳体的无压力空间内吸取液压油，并通过吸油阀将液压油经油滤器送到往复活塞上。就这样向往复活塞供给液压油，同时往复活塞通过偏心盘贴在偏心盘上并保持住。同时液压油流经调节阀并被压力阀送到工作活塞上，工作活塞同样被压住。此外，通过该预压消除了膜片组中的间隙，实现离合器的快速响应性能。蓄压器将预压固定在4bar，蓄压器另一个任务是平复压力波动。
3）通过往复活塞建压（调节阀闭合）。如图2-152所示，由往复活塞产生的油压通过压力阀到达工作活塞，膜片组接合并在输入轴和输出轴之间建立连接。膜片上的压力通过调节阀确定。受到Haldex离合器控制单元控制的伺服电动机改变调节阀的状态。当调节阀关闭时，最大压力作用在膜片上，此最大压力由限压阀确定。
图2-151 电动油泵建压示意图
图2-152 往复活塞建压（调节阀闭合）示意图
4）通过往复活塞建压（调节阀打开三分之一）。如图2-153所示，调节阀打开了约三分之一，使得一部分液压油能够通过蓄压器回流到油箱中，压力因此而下降，离合器只允许有限的转矩传递。这样，离合器在某些行驶状态下也可以以较低的转矩进行全轮驱动。
图2-153 往复活塞建压（调节阀打开三分之一）示意图
5）通过往复活塞建压（调节阀打开）。如图2-154所示，调节阀打开，这样液压油可以通过调节阀经过蓄压器回流到油箱中。由此在工作活塞上不建立压力。膜片式离合器分离，不进行转矩传递。蓄压器在调节阀的回流管路中维持预压。
图2-154 往复活塞建压（调节阀打开）示意图
7.电子装置
（1）发动机控制单元 如图2-155所示，发动机不同，发动机控制单元的安装位置也不同，但主要安装在排水槽中。发动机控制单元针对转矩进行工作，这是通过新型电子节气门功能实现的。发动机控制单元通过CAN总线提供了如下信号：
1）发动机转速信号。
2）加速踏板位置信号。
3）发动机转矩信号。
当信号失灵时，发动机将不运转。
（2）发动机转速传感器G28 如图2-156所示，发动机转速传感器是感应式传感器，安装在发动机左侧油滤器附近。发动机一旦运转，传感轮转过G28并产生一个交流电压，其频率随发动机转速的变化而变化，发动机控制单元利用交流电压的频率识别发动机转速。传感器测量曲轴的准确角度位置，以确定点火正时和喷油正时以及发动机转速。
当发动机转速传感器的转速信号失灵时，发动机可能会无法起动或运转。
（3）加速踏板位置传感器G79/G185 如图2-157所示，加速踏板位置传感器G79/G185用于将驾驶人意愿传送到发动机控制单元上。加速踏板位置传感器将一个与加速踏板位置相对应的模拟信号发送到Motronic上。为保证电子节气门的功能，加速踏板位置传感器安装了两个相互独立工作的传感器G79和G185。控制单元监控两个传感器G79和G185的功能和信号的可信度，它们的特性曲线走向是不同的。如果一个传感器失灵，则由另一个代替，并且组合仪表中的电子节气门故障信号灯K132亮起。
图2-155 发动机控制单元
图2-156 发动机转速传感器G28
图2-157 加速踏板位置传感器G79/G185
（4）ABS控制单元J104 如图2-158所示，ITT Automotiv公司的控制单元与液压单元一起组成一个总成，安装在发动机舱内左侧。该控制单元由两台误差极小的计算机系统组成，这两台计算机在监控各个组件的同时还相互监控。接通点火开关时，控制单元进行自检。ABS控制单元J104通过CAN总线向Haldex控制单元提供了如下信号：
1）车轮转速传感器信号。
2）制动信号灯开关信号。
3）驻车制动器开关信号。
4）纵向加速度传感器信号。
如果车辆上还安装了ESP电子稳定程序系统，那么ESP调节将优先于全轮驱动功能。
当控制单元完全失灵时（这种情况大不可能出现），驾驶人还能使用无调节功能的普通制动系统，但不能使用全轮驱动调节功能。
（5）车轮转速传感器G44～G47 如图2-159所示，车轮转速传感器测量车轮的转速变化，并作为转速信息传递给控制单元。
图2-158 ABS控制单元J104
图2-159 车轮转速传感器
车轮转速传感器安装在车轴法兰附近。在车轴法兰上固定有一个脉冲轮，在车轮旋转运动时，它会经过转速传感器的头部，脉冲轮的齿和齿隙之间的磁力线扭曲。因此，在转速传感器的线圈中感应产生一个正弦交流电压，其频率取决于车轮转速。控制单元根据频率识别出各个车轮的当前转速。
当信号失灵时将：①无ABS调节；②无全轮驱动调节。
（6）纵向加速度传感器G249 如图2-160所示，纵向加速度传感器G249安装在右侧A柱上。
Haldex离合器接合时，前轮和后轮实现刚性连接。汽车的实际车速是由各个车轮转速传感器计算得出的。当摩擦系数较低且Haldex离合器接合时在某些条件下可能不准确。测得的纵向加速度用于保障理论上算出的车速。
当信号失灵时：如果不另外测量纵向加速度，那么在最不利的条件下可能无法准确计算实际车速；ESP和ABS功能失灵；当使用ESP调节时，Haldex离合器分离。
（7）制动信号灯开关F 如图2-161所示，制动信号灯开关F位于制动踏板的顶端，并固定在踏板支座上。制动信号灯开关将“制动踏板已踩下”的信息传送到ABS控制单元J104。控制单元通过CAN总线通知Haldex控制单元，然后在制动时，Haldex控制单元立即通过伺服电动机打开压力调节器，Haldex离合器失压。
图2-160 纵向加速度传感器G249
图2-161 制动信号灯开关F
当信号失灵时，可代替性地使用CAN总线信息。
（8）驻车制动器开关F9 驻车制动器开关F9安装在驻车制动器拉杆的下方。驻车制动器开关将“驻车制动器已操纵”信息同时传输到ABS控制单元J104和Haldex控制单元J492上。在ABS控制单元通过CAN总线将“过滤的”信息传递到Haldex控制单元的期间，Haldex控制单元直接从驻车制动器开关获得信息。当识别到驻车制动器开关F9的信号时，Haldex离合器分离。
当信号失灵时将：无全轮驱动调节以及ABS调节时舒适性受到影响。
（9）Haldex离合器的温度传感器G271 如图2-162所示，Haldex离合器的温度传感器G271安装在Haldex控制单元壳体内调节阀的旁边，并且受到液压油的冲刷。温度传感器感应当前液压油的温度，并将信息传送到Haldex控制单元。该信息用于适应变化的液压油粘度。表2-6所示为油温与液压油的粘度关系。
图2-162 温度传感器G271
表2-6 油温与液压油的粘度关系
当液压油温度超过100℃时，离合器被切换到无压力。当温度重新下降到100℃以下时，重新给离合器施加压力。
当信号失灵时：关闭全轮驱动功能。
（10）Haldex控制单元J492 如图2-163所示，Haldex控制单元直接固定在Haldex离合器壳体上，并和伺服电动机与调节阀组成一个单元。Haldex离合器控制单元通过CAN总线与发动机控制单元及ABS控制单元相连。Haldex控制单元根据各控制单元的传感器信号决定在Haldex离合器膜片上施加多大的油压。Haldex离合器膜片上的油压确定了向后轴传输转矩的大小。
图2-163 控制单元J492
当信号失灵时，无全轮驱动功能。
（11）伺服电动机V184 如图2-164所示，伺服电动机集成在Haldex控制单元壳体中。
伺服电动机由Haldex控制单元供电，是一个步进电动机。伺服电动机按照Haldex控制单元的命令通过一个小齿轮改变压力调节阀上调节销的高度。调节销的高度决定了压力调节阀中一个回流孔的横截面积，这样就确定了膜片工作活塞上的压力。
如图2-165所示，调节阀关闭，膜片上有最大压力；如图2-166所示，调节阀部分打开，膜片上压力较低；如图2-167所示，调节阀完全打开，膜片上没有压力。
（12）电动油泵V181 如图2-168所示，电动油泵固定在Haldex离合器壳体上。发动机起动后，一旦发动机的转速达到400 r/min以上时，电动油泵就由Haldex控制单元供电。油泵将液压油输送到往复活塞上，并通过滚子轴承将往复活塞贴在偏心盘上。同时，液压油到达工作活塞，因此消除膜片组中的间隙，并实现快速响应特性。
当信号失灵时，无全轮驱动功能。
8.行驶状态
表2-7所示为汽车的行驶状态。
图2-164 伺服电动机V184
图2-165 调节阀关闭
图2-166 调节阀部分打开
图2-167 调节阀完全打开
图2-168 电动油泵V181
表2-7 汽车行驶状态
9.系统总览
系统总览如图2-169所示。
图2-169 系统总览
10.系统电路
系统电路如图2-170所示。
图2-170 系统电路
D—点火起动开关 F—制动信号灯开关 F9—驻车制动器开关 G271—温度传感器 J…—发动机控制单元 J104—ABS控制单元，带EDS/ASR/ESP，在发动机舱内左侧 J217—自动变速器控制单元，在排水槽内中间 ﹡—仅用于带自动变速器的车辆 J285—带显示单元的控制单元，在组合仪表内 J492—Haldex离合器控制单元 K—连接 K14—驻车制动器指示灯 M21—左侧信号制动灯灯泡 S51—熔丝 V181—伺服电动机 V184—电动油泵 A80—连接仪表板导线束 A121—连接（高位总线） A122—连接（低位总线）
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