Принцип работы вискомуфты: принцип работы, что это такое и её замена на электровентилятор

Содержание

Вискомуфта вентилятора принцип работы — AvtoTachki

Содержание

Что такое вискомуфта вентилятора
Где находится
Крепление муфты
Принцип работы вискомуфты
- При холодных температурах
- При рабочих температурах
К чему может привести неисправная вискомуфта
Причины поломки
Работа датчика вискомуфты
Видео: как проверить вискомуфту
Вопросы и ответы:

Вискомуфта вентилятора является одним из менее известных составляющих системы охлаждения двигателя.

Что такое вискомуфта вентилятора

Вязкие муфты вентилятора используются на автомобилях (легковых и грузовых автомобилях) с продольно расположенным двигателем, в основном это автомобили с задним приводом. Муфта необходима на низких скоростях и на холостом ходу для регулирования температуры. Неисправный вентилятор может привести к перегреву двигателя во время холостого хода или в условиях интенсивного движения.

Где находится

Вязкая муфта вентилятора расположена между шкивом помпы и радиатором и выполняет следующие функции:

Контролирует скорость вращения вентилятора для охлаждения двигателя;
Помогает в эффективности двигателя за счет включения вентилятора, когда это необходимо;
Снижает нагрузку на двигатель.

Крепление муфты

Либо муфта устанавливается на фланцевой вал, установленный на шкив помпы, либо в качестве альтернативы он может быть навинчен, непосредственно, на вал помпы.

Принцип работы вискомуфты

Вискомуфта основана на биметаллическом датчике, расположенном в передней части вискозного вентилятора. Этот датчик расширяется или сжимается, в зависимости от температуры, передаваемой через радиатор. Этот интеллектуальный компонент повышает эффективность двигателя за счет регулирования оборотов вентилятора двигателя и подачи холодного воздуха.

При холодных температурах

Биметаллический датчик сжимает клапан, поэтому масло внутри муфты остается в камере резервуара. На этом этапе муфта вискозного вентилятора отключается и вращается примерно на 20% от скорости вращения двигателя.

При рабочих температурах

Биметаллический датчик расширяется, вращая клапан и позволяя маслу перемещаться по всей камере во внешние края. Это создает достаточный крутящий момент для привода лопастей охлаждающего вентилятора при рабочих скоростях двигателя. На этом этапе сцепление с вязким вентилятором включается и вращается примерно на 80% от скорости вращения двигателя.

К чему может привести неисправная вискомуфта

При замене помпы всегда рекомендуется проверять состояние сцепления с вязким вентилятором. Поврежденная муфта будет непосредственно влиять на срок службы помпы. Неисправная вязкая муфта вентилятора может оставаться застрявшей в положении зацепления, что означает, что она всегда будет работать на 80% от скорости вращения двигателя. Это может привести к поломке с высоким уровнем шума и вибрации, создавая громкий вихревой звук при увеличении оборотов двигателя и увеличении расхода топлива.

С другой стороны, если соединение с вязким вентилятором выходит из строя в отключенном положении, оно не будет пропускать воздух через радиатор. Это, в свою очередь, приведет к перегреву двигателя при прекращении процесса охлаждения.

Причины поломки

Утечка масла из муфты, отсоединение муфты вентилятора;
Биметаллический датчик теряет свои свойства из-за поверхностного окисления, заставляя муфту застревать;
Неисправность подшипника, хотя может возникнуть редко, если вязкая муфта вентилятора не была заменена после большого пробега. Это приводит к ухудшению состояния поверхностей.

Работа датчика вискомуфты

Биметаллический датчик управляет работой вискозной муфты. В первую очередь, существуют два типа биметаллических сенсорных систем: пластина и катушка. Оба они работают по тому же принципу, что и объяснялось ранее.

Единственное различие заключается в том, что, пока катушка расширяется и сжимается для поворота пластины вращения, биметалл сжимается и изгибается. Это перемещает скользящую пластину и позволяет маслу перемещаться из камеры резервуара в полость.

Видео: как проверить вискомуфту

Как проверить вискомуфту вентилятора охлаждения (принцип работы вязкостной муфты)

Смотрите это видео на YouTube

Вопросы и ответы:

Как работает вискомуфта привода вентилятора? Ее ротор соединяется со шкивом коленвала при помощи ременной передачи. С ротором через рабочую жидкость связан диск с крыльчаткой. Когда жидкость нагревается, она загустевает и крутящий момент начинает поступать на ведомый диск.
Как понять, что неисправна вискомуфта? Единственный признак неисправной вискомуфты – перегрев мотора, и вентилятор не крутится. При этом гель может вытечь, муфту может заклинить (слышны посторонние звуки).
Для чего служит вискомуфта? Вязкостная муфта предназначена для временного подключения одного комплекта дисков к ведущему комплекту. Вискомуфта вентилятора системы охлаждения обеспечивает охлаждение радиатора. Подобный механизм также используется в полноприводных авто.
Что такое гидромуфта вентилятора? В зависимости от температуры охлаждающей жидкости в моторе она изменяет скорость вращения вентилятора. Когда она нагревается, муфта увеличивает скорость вращения вентилятора.

Главная » Без Категории » Вискомуфта вентилятора принцип работы

2022-05-26

принцип работы, проверка и ремонт своими руками

Опубликовано:

30.04.2016

Каждый автовладелец должен досконально знать конструкцию своего автомобиля. Пожалуй, большинство людей только абстрактно понимают, что такое вискомуфта, принцип работы и способы её ремонта. Этот инструмент имеет большую важность для автомобиля, поэтому важно понимать его технологию.

Принцип работы устройства

Она была изобретена в США в 1917 году инженером Мелвином Северном. Это изделие не сразу нашло своё применение, поэтому долгое время не было признано. В 1964 году вискомуфту устанавливали в автомобиль Interceptor FF, где она выполняла роль автоматического блокиратора для дифференциала. Только в 1965 году этот механизм занял своё место в двигателе.

Вискомуфта представляет собой устройство, которое отвечает за вращение специального вентилятора, который охлаждает систему благодаря специальной жидкости. Оно имеет вид круглого механизма, выполненного из силиконовой основы и заполненного смазывающим веществом. Вискомуфта обеспечивает плавную регулировку вентилятора.

Внутри корпуса изделия расположены плоские диски. Некоторые из них соединяются с ведущим валом, а другие — с ведомым. На их поверхности находятся различные выступы и отверстия. Особенности конструкции располагают эти элементы в непосредственной близости друг к другу. Силиконовая жидкость, расположенная внутри, имеет свойство сгущаться при сильном перемешивании. Также она расширяется при нагреве, поэтому создаёт большое давление на диски при работе двигателя и сжимает их вместе.

Особенности механизма

С первого взгляда принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения кажется сложным, но это не так. Подвижный коленчатый вал приводится во вращение и передаёт свою энергию муфте. От этого её силиконовая основа становится более мягкой и вязкой. Муфта начинает блокироваться, отчего приводится во вращение второй диск с вентилятором.

Практически в каждом двигателе встречается вискомуфта. Это связано с важностью её функций и качеством выполнения устройства, ведь оно находится на достаточно высоком уровне. В вискомуфте отлично реализован механизм безопасности: когда человек по собственной неосторожности засовывает руку к движущему элементу, он остановится, чтобы не допустить травму.

Проверка вентилятора охлаждения

Не всегда удаётся регулярно использовать автомобиль, поэтому он оказывается в состоянии простоя. Вискомуфта в это время требует проверки своей работоспособности. Это же поможет предотвратить поломку от износа.

Распознать неисправность непросто в штатных условиях, но есть методы, как проверить вискомуфту вентилятора. Чтобы осмотреть механизм, нужно проверить состояние оборотов изделия при включённом разогретом и холодном двигателе. При охлаждённом моторе не должно возникать никаких посторонних звуков, а обороты должны соответствовать норме. Горячий же двигатель часто может провоцировать различные шумы и сбои в частоте оборотов.

Такие проблемы могут возникать из-за неисправностей в подшипниках или несвоевременной замене масла. Также уплотнённые сальники и протечка силиконовой жидкости могут стать причиной поломки.

Решение проблемы своими руками

Если были обнаружены дефекты в работе, не всегда должна проводиться замена вискомуфты. Эти проблемы часто можно решить своими руками. Одной из самых частых проблем, возникающих в этом устройстве, является утечка силиконовой жидкости. Чтобы восполнить недостаток, нужно выполнить следующие действия:

Разобрать виcкoмуфту, сняв её из водяного насоса.
Стоит присмотреться к диску изделия. На его поверхности находится специальная пластина с пружиной, под которой имеется отверстие для силикона. Нужно с особой осторожностью снять штифт и залить внутрь смазку с помощью специального шприца. Во время этого процесса саму деталь нужно класть в горизонтальном положении.
Достаточно будет залить в шприц 15 миллилитров жидкости.
Нужно подождать несколько минут, пока вещество не затечёт внутрь вискомуфты, не вынимая при этом шприц.
Проверив правильность выполненной процедуры и нет ли излишек силикона, деталь можно установить обратно.

Тем, кто не считает себя опытными автомобилистом, лучше не заниматься подобными работами, ведь это может стать причиной полной поломки устройства. Как правило, самая большая трудность состоит в обратной сборке всех элементов.

Другие проблемы

Нередко подшипники могут стать причиной выхода из строя вискомуфты. Этому свидетельствует появление несвойственных шумов в зоне охлаждения. Но его ремонтом также можно заняться самостоятельно:

Для починки изделия его нужно снять с основной конструкции мотора. Для этого откручиваются 3 болта, на которых крепятся подшипники.
Замена этих элементов должна производиться только после того, как была слита масляная жидкость и разобран узел. Чтобы упростить процесс, можно использовать специальный инструмент — съёмник. Не стоит применять подручные приборы, так как они могут окончательно повредить детали.
После установки подшипника можно проводить установку всего устройства в механизмы мотора. Перед этим нужно залить свежий силикон, который был слит перед заменой деталей.

На заметку: не всегда неправильное поведение деталей требует их скорой замены. Часто можно обойтись и простым ремонтом, который не требует особых навыков.

Частой проблемой при проверке вискомуфты или замене подшипников является поиск подходящего инструмента. Такой съёмник не всегда просто найти в автомагазине, поэтому ремонт может быть затруднённым.

Особенности ремонтных работ

Как некоторые автомобилисты могли заметить, не всегда на вискомуфте есть отверстие для заливки силиконовой жидкости. В таком случае оно проделывается самостоятельно, но не стоит это делать новичкам, чтобы не навредить изделию. Лучше обратиться к мастерам, которые сделают аккуратное сверление.

Ремонт вискомуфты вентилятора должен проводиться без напора грубой силы. Основной материал устройства — алюминий, который достаточно просто согнуть и окончательно вывести из строя вискомуфту.

Работа автомобиля зависит от многих механизмов, которые должны работать как единое целое. При выходе из строя хоть одного элемента нарушается исправность всего транспортного средства. Вискомуфта необходима для нормальной работы вентилятора охлаждения. От этого зависит безопасность поездки, поэтому нужно следить за её работоспособностью.

Ремонт вискомуфты вентилятора охлаждения должен проводиться только специалистами. Конечно, можно сделать это и самостоятельно, но любая ошибка может вывести устройство из строя. Нужно заранее позаботиться о сервисных работах.

Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения уаз патриот

Содержание

Суть проблемы
- Минусы вискомуфты
- Электровентилятор вместо вискомуфты: достоинства
- Снятие вискомуфты
- Установка
- Назначение кожуха
Роль в системе охлаждения ДВС
- Устройство
  - Свойства силиконового масла
- Принцип работы
- Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов
- Почему вискомуфта вращается на холодную
- Преимущества
- Недостатки

Владельцы внедорожника УАЗ Патриот знают о такой проблеме транспортного средства, когда в жаркую погоду двигатель нагревается и достигает отметки 100 градусов Цельсия. Это, конечно, неприятное зрелище, которое наблюдается преимущественно в жаркие летние дни, когда температура за бортом составляет +30 градусов и выше. Причины нагрева двигателя внедорожника УАЗ Патриот известны — вентилятор не справляется со своими свойствами. В данной статье мы рассмотрим, почему же вентилятор, который предназначен для охлаждения радиатора двигателя внедорожника УАЗ Патриот не справляется со своими функциями, и проведем незначительный ремонт по устранению этой проблемы.

Суть проблемы

Начнем с того, что инженера Ульяновского автозавода оснащают внедорожники УАЗ Патриот вентиляторами для охлаждения радиатора, которые приводятся в действие за счет вискомуфты.

Вискомуфта представляет собой механизм, представленный в виде двух плоских дисков. Вискомуфта позволяет передавать крутящий момент посредством специальной жидкости на основе силикона.

Принцип действия заключается в нескольких пластинах, насаженных на ведомый и ведущий валы. Вращаются они в емкости с жидкостью, которая изменяет свои свойства при нагревании. Когда жидкость перемешивается при вращении ведущего вала, она меняет свои свойства (расширяется) и тем самым создает давление в камере. В результате происходит зацепление дисков ведомого вала, приводя его в движение.

Такая вискомуфта и является приводом вентилятора на внедорожнике УАЗ Патриот. Все ничего, если бы не такой минус, который дает толчок к поиску его устранения. Этим минусом является то, что вязкость жидкости зависит от скорости перемешивания. Во время торможения автомобиля УАЗ Патриот и работы двигателя на холостом ходу жидкость теряет свои свойства в результате замедления вращения ведущего вала. Это приводит к тому, что вентилятор охлаждения замедляет свою скорость вращения, и температура в двигателе постепенно растет. Такое явление встречается, когда приходится в летнюю жару стоять в пробке или передвигаться по пересеченной местности на невысокой скорости. Вискомуфта хоть и является новшеством, но ее применение на внедорожнике УАЗ Патриот является неудачным. Как устранить проблему перегрева двигателя мы рассмотрим ниже, а пока перечислим минусы использования вискомуфты.

Разлетевшиеся лопасти крыльчатки

Минусы вискомуфты

К минусам использования вискомуфты на внедорожнике УАЗ Патриот можно отнести следующие факторы:

Нестабильность температуры двигателя, которая меняется в зависимости от оборотов коленчатого вала.
Нагрузка на двигатель.
Затрудненный доступ к роликам и ремням.
Нет возможности принудительного включения вентилятора охлаждения двигателя.
Непостоянная частота вращения вентилятора. Возможен отрыв лопастей вентилятора, который чреват пробиванием радиатора. В результате возникает необходимость замены радиатора и установки нового вентилятора.

Нет возможности произвести ее ремонт. Если изделие не функционирует, то ремонт уже неуместен, а требуется ее замена на новую.

Теоретически ремонт изделия провести невозможно, но практически можно. Для этого в отверстии вискомуфты сверлятся два отверстия, через которые продеваются болты и фиксируются к ведущему диску.
Такой ремонт позволяет вентилятору вращаться независимо от изменения вязкости жидкости.

Чтобы избавиться от этой проблемы, необходимо вместо вискомуфты установить электровентилятор. Такая система намного надежнее, эффективнее, а, главное, рациональна. Достоинства такой системы, рассмотрим далее.

Электровентилятор вместо вискомуфты: достоинства

Достоинствами установки электровентилятора вместо вискомуфты являются:

Поддержание постоянной температуры двигателя.
При остановке автомобиля и работе на холостом ходу не нагревается мотор.
Освобождается доступ к ремню и роликам, что упрощает их замену.
Возможность ручного включения электровентилятора охлаждения двигателя.
Кроме того, если не справляется один вентилятор или он выходит из строя, то в таком случае устанавливается два агрегата, которые компенсируют работу друг друга при необходимости.

Итак, мы выяснили, что вместо вискомуфты охлаждения двигателя внедорожника рационально установить электровентилятор. Чтобы это сделать, необходимо извлечь вискомуфту с внедорожника УАЗ Патриот.

Снятие вискомуфты

Снятие вискомуфты не представляет собой особых сложностей и выполняется своими руками при наличии необходимого инструмента. Но все же необходимо знать процесс снятия изделия и некоторые важные моменты. Итак, снятие изделия осуществляется в следующем порядке:

Для начала необходимо снять кожух вентилятора. Как это делать, рассмотрим подробнее:

Используя небольшую отвертку, необходимо удалить штифты распорных зажимов. Расположены они на верхней части кожуха.
Зажимы после этого снимаются.
Кожух удаляется путем выведения его вверх.

После снятия кожуха, осуществляется процесс отвинчивания гайки крепления вентилятора к ступице помпы.

Для этого потребуется ключ на 32. Прежде чем приступить к вывинчиванию гайки, необходимо знать, что она имеет левую резьбу. Для его вывинчивания необходимо ключ перемещать в правую сторону.

Во время отвинчивания гайки будет вращаться приводной ремень. Его необходимо зафиксировать в неподвижном состоянии. Для этого необходимо ремень прижать к шкиву помпы.

После этого осуществляется вывинчивание гайки. Если процесс не идет, то по ключу можно ударить молотком для ее разблокировки.

Когда гайка будет сорвана, то удерживая ее ключом, можно вращать крыльчатку вентилятора и снять ее. Вентилятор имеет приличный вес, поэтому его снятие осуществляйте осторожно.

На этом снятие вентилятора завершено и остается извлечь вискомуфту.

Снятие вискомуфты куда проще, так как для этого необходимо вывинтить четыре крепежных болта по периметру изделия и удалить их. После этого можно снять вискомуфту и приступать к следующему этапу работ.

Установка

Установка или замена вискомуфты электровентиляторами осуществляется в домашних условиях. Для начала потребуется найти раму с электровентиляторами, которые подойдут для установки под радиатор охлаждения внедорожника УАЗ Патриот. Есть несколько вариантов, и каждый водитель выбирает тот, который больше понравится, или тот, который сможет достать.

Поэтому за основу можно взять электровентилятор автомобиля Тойота. На видео ниже представлена полная информация об установке конструкции.

Итак, для этого необходимо выполнить следующие действия:

Снять клемму «минус» с АКБ.
Необходимо снять кожух радиатора.
Разместить электровентилятор перед радиатором охлаждения.
Закрепление конструкции осуществляется в штатные отверстия.
Осуществляется укладка питающих проводов изделий. На видео показано их размещение.
Кабель подключается к системе управления автомобилем через термореле.
Потребуется замена термостата на новый и при этом не забудьте о новом уплотнителе.
В завершение надевается кожух на радиатор, и приступаем к проверке системы.

Заводим двигатель и проверяем, как нагревается система. Когда датчик окажет отметку в 90 градусов, то должен сработать первый электровентилятор. Предварительно необходимо выставить температуру срабатывания первого и второго изделий. Второй должен срабатывать при температуре 93-95 градусов.

На этом замена вискомуфты на электровентилятор охлаждения радиатора закончена.

Самодельный кожух вентиляторов

Назначение кожуха

Кожух вискомуфты на внедорожниках УАЗ Патриот разных годов выпуска имеет различные конструкции. На некоторых установлен стальной и массивный кожух, который становится настоящей преградой для доступа к ремню и роликам. Более поздние модели в конструкции имеют пластиковый кожух. Основным предназначением этого элемента является защита деталей двигателя от возможного отрыва лопастей. Поэтому кожух обязательно должен присутствовать как на вентиляторах с вискомуфтой, так и на электрических устройствах.

На этом следует подвести итог и заметить, что после того, как был установлен электровентилятор, наблюдаются кардинальные изменения. В частности, теперь двигатель работает при постоянной температуре, что продлевает срок эксплуатации его составляющих деталей.

Только тем и все? А имхо можно вставить? 🙂 : У кого-нибудь нормально работает вискомуфта вентилятора?
[/b]
[/b]Судя по конфе за два года минимум – ни у кого 🙂
[/b]
: Заменить, например, жидкость ПМС-1000 ?

Ее в продаже тока недавно нашли 🙂
[/b]
:[/b][/b] Или наша вискомуфта – это рождённый труп?
[/b]
Имхо – Да.
[/b]
: [/b]Тогда завтра поеду электровентилятор от ЗМЗ-406 покупать :-(.

Это конечно вариант. но к тому же это минус 15А/Ч от электростианции 🙁
[/b]
[/b]Вот на биммерах говорят муфты не дохнут. может поэкспериментировать с ее вживлением.

Конечно! : Вот на биммерах говорят муфты не дохнут. может поэкспериментировать с ее вживлением.

[/b]И на Мерсах тоже. Пройденный этап 😉 Был на разборках. Очень дорогое удовольствие получается, но главное много слесарки по вживлению – у меня нет такой возможности.

Это что, и у уазкиным такие нежности надо применять? Трындец.

Так что ИМХО ей пофигу как лежать-то.
С уважением
Павел

ну и помпу не подгружает!

А недостаток всего один — жрет энергию.
Но это лечится хорошим ГЕНЕРАТОРОМ.
да ине так уж много они жрут :))
только в момент раскрутки.

Давно есть ещё одно сомнение.
: У карлсонов есть огромное приимущество — охлаждение мотора вне зависимости от его оборотов!

По опыту эксплуатации впечатление такое, что перегрев в знойных пробках обусловлен не столько вялым обдувом радиатора, сколько малой скоростью вращения помпы, и, как следствие, недостаточным поступлением охлаждённой жидкости в головку. Самый бюджетный вариант проверки – это действительно замена крыльчатки на жёстко закреплённую. Чем, наверное, и займусь.
[/b]
[/b]Ещё хочется уточнить, что, как таковой проблемы перегрева у меня нет, но специфика эксплуатации (центр, иногда получасовое стояние плюс жара) заставляет меня на эту тему серьёзно задуматься.

ты абсолютно прав. факторов то вобщем всего два:
1. объем прокачиваемой жидкости
2. ее температура НА ВХОДЕ в двигатель.

пункт 1. зависит от исправности помпы, состояния ее крыльчатки и оборотов помпы.

пункт 2. — от чистоты радиатора (изнутри и снаружи) количества прокачиваемого воздуха, объема прокачиваемой жидкости.

я по прошлому лету заметил, что вентилятьры включаются существенно чаще чем осенью и зимой, НО НЕ НА БОЛЕЕ ДОЛГОЕ ВРЕМЯ.
Видимо при малой скорости прокачки на ХХ тосол успевает хорошо охладиться работающими вентиляторами, и. все не так плохо. А если вентиляторы высасывают батарейку, то значит они много работают, значит надо смотреть почему.

: Самый бюджетный вариант проверки – это действительно замена крыльчатки на жёстко закреплённую. Чем, наверное, и займусь.

для лета это хорошо.
можешь еще шкив поменьше на помпу поставить.

наладить производство : *я не думаю, что проблема с пересылкой в Питер будет слишком серьезной.
[/b][/b]
П[/b]ересылка – ерунда. Я о другом: сломается и что дальше? Машина нужна каждый день вне зависимости от сезона. Гаража нет и не будет ;). Места для ремонта рядом с домом тоже нет.

[/b]Я не совсем понял, какая у тебя помпа. В чем ее отличия от штатных(старого и нового образца)?

А хрен её знает. Двигатель УМЗ 4218. Наверно, нового. Шкив помпы такой конический очень :).

: А хрен её знает. Двигатель УМЗ 4218. Наверно, нового. Шкив помпы такой конический очень :).
— Все ясно. Дело в том, что эта модель муфты предполагает ее установку, без разборки помпы. С одной стороны, это – хорошо, т.к проще установка, и нет геморроя по сборке-разборке помпы, а с другой, если помпу разбираешь, то сразу же ставишь хорошие подшипники,забиваешь их смазкой,врезаешь шланг для шприцовки, и живешь спокойно. Так что, волноваться тебе за живучесть муфты, нет причин.
Андрей.

Вопрос можно? Что это за конструкция такая, которая без разборки помпы ставится? Можно по подробнее? Я слышал только про ту, что в УАЗБУКЕ описана.
[/b]И насчет «наладить производство» Это реально будет купить? Когда ориентировочно?

С уважением, Михаил

: [/b]И насчет «наладить производство» Это реально будет купить? Когда ориентировочно?
— Конечно можно, иначе нахрена все затевать, когда – пока что не скажу, но как только будет все ясно, я буду в конфе собирать заказы на комплекты. И от этого будет зависеть и цена каждого комплекта. Сам понимаешь,чем больше будет заказанная партия тем будет дешевле. Вот такая ситуевина.
: С уважением, Андрей.:
:

Сенькс Я в очереди, если не очень долго :)) Токарь уже ищется, но давно и безуспешно :(( Типа кто быстрее ;))

Вязкостная муфта в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется в качестве альтернативы электрическому вентилятору. Рассмотрим, как работает вискомуфта вентилятора, ее устройство, возможные неисправности, преимущества и недостатки.

Роль в системе охлаждения ДВС

Вентилятор с вискомуфтой устанавливается на автомобили с продольным расположением двигателя (обычно это полноприводные и заднеприводные модели). При такой компоновке шкив вентилятора радиатора целесообразней всего соединить со шкивом водяной помпы. Как известно, вращение водяной помпе передается сервисным ремнем от шкива коленчатого вала.

Недостаток такой конструкции в том, что скорость вращения крыльчатки вентилятора всегда будет пропорциональна оборотам коленчатого вала. Подобное устройство приведет к тому, что на высоких оборотах в условиях холодного воздуха двигатель будет чрезмерно охлаждаться, что снизит его КПД. К тому же постоянное соединение крыльчатки и шкива коленчатого вала увеличит механические потери на трение, что будет отнимать мощность и повышать расход топлива.

Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.

Устройство

Разница в конструкции вискомуфт вентилятора Toyota, BMW, Mercedes, Audi. минимальна, так как все они устроены и работают по единому принципу.

Вал с соединительным фланцем крепится к приводу помпы охлаждения, поэтому его скорость вращения всегда пропорциональна оборотам коленчатого вала. К валу, в свою очередь, крепится приводной шкив, который вращается в рабочей камере. Рабочая и резервная камеры разделены пластинами. Переход между камерами возможен только через впускные клапаны и возвратные каналы. Изначально резервная камера заполнена специальным силиконовым маслом. Приводной шкив, или диск, как его еще называют, имеет по окружности косые зубья, которые при вращении позволяют выгонять масло обратно в резервную камеру. Поверхность приводных дисков, как и делительных пластин, имеет специальные ребра, которые превращают рабочую камеру в своеобразную сеть лабиринтов, по которым циркулирует силиконовое масло.

Корпус муфты, к которому и крепится крыльчатка вентилятора, соединяется с валом (ротором вискомуфты) посредством обычного шарикового подшипника. Впускные клапаны соединены с биметаллической пластиной, которая располагается в передней части корпуса вискомуфты. При нагреве пластина расширяется, что приводит к увеличению пропускного сечения клапанов.

Свойства силиконового масла

Основная особенность силиконовой жидкости, использующейся в вискомуфтах вентиляторов, – термостойкость и вязкостная стабильность. С изменением температуры масло лишь незначительно изменяет свою вязкость.

В работе вискомуфты силиконовое масло исполняет роль связывающего вещества, позволяющего создать между приводным диском и разделительными пластинами, соединенными с корпусом, трение. Несмотря на то что между корпусом и приводным шкивом всегда будет некоторая степень проскальзывания, созданного коэффициента сцепления достаточно для зацепления корпуса муфты с приводным валом.

В некоторых источниках указывается, что с повышением температуры масло расширяется, что и провоцирует вязкостное зацепление приводного диска с корпусом вискомуфты. Подобное понимание принципа работы вискомуфты вентилятора охлаждения является ложным и возникло, скорее всего, из-за сравнения вискомуфты вентилятора с вязкостными муфтами раздаточных коробок полноприводных автомобилей.

В вискомуфтах дифференциалов используется дилатантная жидкость, вязкость которой сильно зависит от скорости деформации сдвига.

Принцип работы

Когда рабочая камера не заполнена маслом, приводной диск свободно вращается в рабочей камере. Небольшое количество масла все же присутствует, но коэффициент сцепления приводного шкива с корпусом вискомуфты минимален, поэтому с повышением оборотов двигателя скорость вращения крыльчатки не увеличивается.

Процесс прогрева двигателя и увеличения температуры тосола в радиаторе сопровождается нагревом биметаллической пластины. Нагреваясь, пластина расширяется, что приводит к открытию впускного клапана и увеличению количества рабочей жидкости, проникающей из резервной в рабочую камеру. Возникающее между приводным диском и разделительными пластинами трение приводит к увеличению скорости вращения корпуса и крыльчатки вентилятора.

Когда двигатель нуждается в максимальном охлаждении, биметаллическая пластина изогнута настолько, чтобы обеспечить максимальное проходное сечение впускных клапанов. В таком случае разница частоты вращения вала и корпуса вискомуфты минимальна, поэтому повышение оборотов коленчатого вала приводит к практически равнозначному увеличению скорости вращения крыльчатки вентилятора.

Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов

Устройство вискомуфт вентиляторов Toyota предполагает наличие двух рабочих камер (в первых вариантах конструкции была только одна камера).

Биметаллическая пластина в «холодном» состоянии.
Пластина разогрета теплым воздухом, открыт впускной клапан передней камеры.
Коэффициент температурного расширения соответствует максимальному режиму охлаждения. Открыт клапан задней камеры.

Почему вискомуфта вращается на холодную

Многие владельцы автомобилей с механическим приводом вентилятора системы охлаждения, скорее всего, замечали, что после запуска холодного двигателя вентилятор крутится с большой скоростью. Спустя некоторое время после прогрева двигателя, количество оборотов крыльчатки уменьшается, поэтому может показаться, что подобное явление идет в разрез с описанным выше принципом работы вискомуфты вентилятора. Такой эффект возникает из-за того, что во время простоя масло самотеком стекает в нижнюю рабочую камеру, поэтому сразу после запуска крыльчатка и корпус вискомуфты будут вращаться до того времени, пока масло перекачается обратно в резервную секцию.

Преимущества

Обороты крыльчатки подстраиваются под фактический температурный режим двигателя, что позволяет:

уменьшить расход топлива;
снизить уровень шума;
уменьшить потери мощности.

Установка вискомуфты в системе охлаждения позволяет уменьшить нагрузку на генератор и снизить себестоимость авто, исключив затраты на электропривод крыльчатки, проводку.

Недостатки

Вязкостная муфта вентилятора маз

Роль в системе охлаждения ДВС

Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.

Устройство

Свойства силиконового масла

В работе вискомуфты силиконовое масло исполняет роль связывающего вещества, позволяющего создать между приводным диском и разделительными пластинами, соединенными с корпусом, трение. Несмотря на то что между корпусом и приводным шкивом всегда будет некоторая степень проскальзывания, созданного коэффициента сцепления достаточно для зацепления корпуса муфты с приводным валом.

Принцип работы

Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов

Биметаллическая пластина в «холодном» состоянии.
Пластина разогрета теплым воздухом, открыт впускной клапан передней камеры.
Коэффициент температурного расширения соответствует максимальному режиму охлаждения. Открыт клапан задней камеры.

Почему вискомуфта вращается на холодную

Преимущества

Обороты крыльчатки подстраиваются под фактический температурный режим двигателя, что позволяет:

уменьшить расход топлива;
снизить уровень шума;
уменьшить потери мощности.

Недостатки

Принцип работы вязкостной муфты заключается в изменении количества оборотов вентилятора в зависимости от величины температуры потока воздуха после прохождения им радиатора.

Вискомуфта вентилятора существенно повышает эффективность системы охлаждения, за счет более эффективного использования производительности крыльчатки вентилятора. Муфта задает вентилятору оптимальное число оборотов, что позволяет эффективно работать всей системе регулирования воздуха. Это помогает как прогревать холодный двигатель, так и поддерживает нужный тепловой режим двигателя в эксплуатационных пределах.

Режим работы вентилятора изменяется плавно, что повышает износоустойчивость не только ремней привода вентилятора, но и других деталей узла. Во время работы муфты между деталями не происходит трения, что существенно увеличивает срок службы вязкостной муфты.

В вязкостных муфтах Höttecke используется метилсиликоновое масло «DowCorning» разных марок в зависимости от температурного режима муфты.

Крыльчатки производятся из высококачественного пластика марки PA6 GF 30.

Датчики, установленные на вязкостных муфтах, бывают двух типов: спиралевидные и биметаллические. Тип датчика зависит от того, что используется на оригинале.

Название такой детали, а тем более, как она выглядит, знают не многие. В основном, ремонт и заменой занимаются автослесари, механики. Опытные мастера делают ремонт своими руками, например, для жесткого соединения с вентиляторным валом, в вискомуфте высверливают отверстия, нарезают резьбу метчиком и вкручивают болты. Разберем подробнее, что такое вискомуфта, признаки неисправностей, способах самостоятельного ремонта.

Работа вискомуфты вентилятора охлаждения

Вискомуфта, она же вязкостная мутфа (от латинского viscosus — вязкий) — устройство механического типа, которое обеспечивает передачу крутящего момента с помощью вязкой жидкости.

Принцип работы вязкостной муфты осуществляется благодаря ременной передаче, которая соединяет ротор муфты и шкив коленвала ДВС. Также, есть конструкции автомобилей, в которых муфта устанавливается напрямую на коленчатый вал или распредвал.

Для того, чтобы понять, как работает вязкостная муфта, нужно разобраться из чего она состоит.

Устройство состоит из:

Пружина.
Пластина биметалл.
Впускной канал В.
Впускной канал А.
Камера.
Возвратный клапан.
Возвратный клапан.
Пружины задняя.
Резервуар передний.
Ротор.
Корпус устройства.
Вал ротора.
Корпус подшипника.
Резервуар задний.
Пластина задняя.
Ротор.
Пластина передняя.
Крышка.

Из-за сложной конструкции устройства, цена вискомуфты вентилятора, относительно, высокая.

В автомобилях, где установлены редкие модели муфты, при невозможности отремонтировать ее и найти новый такой механический узел, владельцам приходится незначительно переоборудовать и установить электрический вентилятор охлаждения.В этом видео просто и понятно показано, как определить вискомуфта исправно работает или нет. Не упускаем возможности почерпнуть полезную информацию, смотрим:

Как проверить вязкостную муфту

Ресурс этого устройства в конструкции машины рассчитан на прохождение 200 тысяч км пробега.

Чтобы проверить, хорошо ли работает вентилятор и муфта, надо знать признаки неисправностей этих деталей:

Если двигатель быстро греется, то это первый признак неисправности вискомуфты. Появляется это по причине выхода геля или не своевременного срабатывания биметаллических пластин. При таком раскладе дел, когда мотор сильно нагревается вентилятор или крутится с низкой частотой вращения, либо вообще не включается.
Вентилятор охлаждения начинает крутиться, когда двигатель еще холодный. Это происходит из-за изменения свойств геля, застывании смазки и выходе из строя других элементов вискомуфты.

Причины выхода из строя или плохой работы вискомуфты:

Выработался ресурс.
Механическое повреждение.
Подшипник выработал свой ресурс или сломался раньше времени.
Торцевое биение крыльчатки вентилятора. Сломана часть лопасти пропеллера.
Отсутствие смазки вала муфты.
Загрязнение соединения муфты.

Преимущества и недостатки вентилятора с приводом через вязкостную муфту:

Более надежный вентилятор с вискомуфтой нежели электровентилятора. Часто бывает, что после зимы, электроприводы вентилятора выходят из строя и нарушается электронная схема управления пропеллером.

Вискомуфта обеспечивает большую мощность, вентилятор вращается с большей частотой вращения. Если муфта жестко сидит на коленвале ДВС, то скорость вращения очень большая.

Мощность муфты, соединенный с коленчатым валом, составляет несколько кВатт (киловатт). А мощность электрических вентиляторов имеет мощность несколько десятков Ватт. Благодаря этому, в сельхозтехнике, военной технике, спецтехнике применяется именно вентилятор с вискомуфтой.

Минусы вискомуфты:

Сложная конструкция, труднее делать ремонт. Дешевле выходит купить новый узел в сборе.
Имеет хорошую массу. Вес на коленвал ДВС значительный.
Контроль включения по температуре не совсем правильный. Есть погрешности включения и отключения вентилятора охлаждения.
На больших оборотах есть повышенный уровень шума.
По графику приходится делать дозаправку гелем или маслом с нужной вязкостью.
Вискомуфта частично забирает мощность двигателя.

Этот список недостатков вискомуфт повлиял на решение владельцев автоконцернов. Они отказались от использования таких устройств в легковых автомобилях.

Ремонт вискомуфты своими руками

Если это устройство перестало работать, то сначала надо заправить его гелем или спецмаслом.

Специалистов, которые могут починить вискомуфту не много. Иногда дешевле и быстрее выходит купить новое устройство или перейти на электровентилятор.

Чтобы установить вентилятор охлаждения ДВС с электроприводом, нужны следующие детали:

Сам вентилятор с электрическим приводом.
Провода площадью сечения 6 мм2.
Предохранитель на 40 Ампер.
Реле-регулятор на 30 Ампер или более.
Термореле, например, от жигулей, которое срабатывает при нагреве двигателя до 87 градусов.

Термореле можно приклеить к радиатору или рядом с термостатом на металлическую поверхность.

После этого, надо сделать схему подсоединения, как на автомобилях Ваз. Вазовская электросхема подключения вентилятора прослужит около 5 лет.

Как разобрать муфту

Первым делом снимаем вентилятор охлаждения. Как правило, для его снятия надо выкрутить 3 или 4 болта.
Осматриваем муфту.
Демонтируем ее.

Если муфта разборная, то можно отремонтировать ее:

Для этого, сначала сливаем масло через спецотверстие.
Снимаем пластину, которая закрывает подшипник.
Подшипник снимают съемником. Можно сделать съемник своими руками, можно купить.
Запрессовывают новый подшипник.
Ставят пластинку.
Заливают гель или масло.
Крепят вентилятор.

Как можно узнать, достаточно ли залито жидкости в вискомуфту? Если, при остановке двигателя, вентилятор резко останавливается, то мало залито жидкости.

Масло в вискомуфту рекомендуется заливать на силиконовой основе. Заправку делают шприцом.

Если есть механические поломки, то его не ремонтируют.

Замена старой и установка новой вискомуфты — это работа легкая, ее может сделать даже новичок. После демонтажа устройства, надо снять крыльчатку вентилятора. Установить новую муфту. При установке новой муфты надо затянуть болты сильно, но не сорвав резьбу. Затем надо установить вентилятор на место.

принцип работы, особенности и характеристики :: SYL.ru

Каша «Котик» и другие веселые завтраки для детей на каждый день недели

Обрезаем и подкармливаем: как подготовить пионы к зимовке

Немного муки или луковый сок: способы избавиться от темной кожи вокруг губ

Не хуже, чем огурцы. Готовим кабачки на зиму с маринадом

Домашнее мороженое с ягодным джемом: вкусные рецепты с ежевикой

Полоска или легинсы: что носить тем, кто не любит джинсы

Глазированная ветчина. Готовим простое блюдо вместо стейка

Матовые ногти, мягкая кожа: лайфхаки красоты с кукурузным крахмалом

Женский гороскоп здоровья на осень и начало зимы для всех знаков зодиака

Храним по-особенному. Как спасти семенной картофель до весны

Автор Михаил December 30, 2017

В конструкции автомобиля имеется множество разных систем и механизмов. Многие знакомы с деталями подвески, коробкой передач, приводными элементами (ШРУСы, полуоси и так далее). Но мало кто знает о таком механизме, как вискомуфта. Принцип работы ее мы рассмотрим в нашей сегодняшней статье. Эта информация будет полезна каждому автомобилисту.

Определение

Итак, что это такое? Вязкостная муфта являет собой автоматический механизм, предназначенный для передачи крутящего момента. Подобный процесс происходит посредством специальной жидкости, что находится внутри корпуса.

Также вязкостная муфта имеет в конструкции набор дисков. Подробно об устройстве элемента мы поговорим немного позже. А пока рассмотрим области ее применения.

Где она используется?

Всего можно выделить два основных направления, где применяется вискомуфта. Принцип работы позволяет использовать ее в:

Системе полного привода на кроссоверах. Ни для кого не секрет, что современные джипы имеют не совсем «честный» привод. Так вот, чтобы привести в действие вторую ось, инженеры применили вискомуфту. Принцип работы ее позволяет автоматически задействовать вторую пару колес при пробуксовке основных, ведущих. Вискомуфта является менее приемлемым вариантом, нежели электромеханическая, но по стоимости она значительно дешевле. Ввиду этого такая схема полного привода встречается на 70 % всех внедорожников.
Системе охлаждения двигателя. Яркий тому пример — вискомуфта вентилятора охлаждения МАЗа. Принцип работы ее ничем не отличается от предыдущего варианта. Эта муфта все так же передает крутящий момент посредством вязкой жидкости внутри. Единственное, что вся энергия идет не на задний мост, а на вращение лопастей вентилятора. Благодаря созданию воздушных потоков, идет лучший обдув и охлаждение радиатора, что стоит перед ним. Такой же принцип работы у вискомуфты вентилятора КамАЗа и КрАЗа. А берет энергию муфта от коленчатого вала. Чем быстрее он вращается, тем гуще становилась жидкость и быстрее вводила в зацепление вентилятор. Но такой принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения считается устарелым. Ввиду этого на всех современных легковушках и грузовиках используется электрический вентилятор с ДТОЖ (датчиком температуры охлаждающей жидкости). В чем недостатки вискомуфты КамАЗа? Принцип работы ее таков, что лопасти вращаются вне зависимости от температуры двигателя. Особенно это вредно зимой. Мотору трудно набрать температуру, а его вдобавок принудительно охлаждают. Это и стало причиной замены вискомуфты на электрические вентиляторы.

Что за жидкость внутри?

Ранее мы упоминали, что принцип работы вискомуфты (полного привода в том числе) основывается на изменении вязкости жидкости, которая находится внутри корпуса. В качестве таковой применяют силиконовую жидкость. В чем ее особенности? Она имеет интересные свойства: если ее не нагревать и не перемешивать, она остается в жидком состоянии. Но стоит только увеличить температуру и перемешать ее, как она расширяется и становится вязкой (похожей на застывший клей). По мере уменьшения числа оборотов дисков, снижается и ее плотность. Материал снова становится жидким.

Работает муфта без какой-либо электроники. Здесь нет датчиков и дополнительных проводов. А отключается она сразу после того, как автомобиль начал ехать по ровной асфальтированной дороге.

Варианты конструкций

На сегодняшний день существует 2 типа конструкций вязкостных муфт:

С замкнутым герметичным корпусом. В подобной ситуации принцип работы вискомуфты похож на действие гидротрансформатора в автоматической трансмиссии. Внутри корпуса имеются две турбины с крыльчатками. Одна стоит на ведомом валу, вторая – на ведущем. Также корпус заполнен силиконовой жидкостью. Когда валы вращаются с одинаковой частотой, плотность ее минимальна. Но как только машина начинает буксовать, турбина начинает перемешивать жидкость. И так до тех пор, пока она не расширится и не станет твердой. После этого она вводит в зацепление соседнюю турбину. На практике это можно заметить по вращающимся колесам на второй оси. Когда автомобиль выбрался из грязи или снежного плена, частота вращения крыльчаток будет совпадать и плотность жидкости станет минимальной. Крутящий момент в таком случае передается только на одну ведущую ось.
С группой плоских дисков. Работает такая вискомуфта по схожему принципу. Однако вместо крыльчаток здесь используется набор плоских дисков. Обычно такая схема практиковалась на муфтах вентилятора системы охлаждения, но встречается и на кроссоверах в качестве ключевого элемента, задействующего полный привод. Как только ведущая ось начинает буксовать, жидкость внутри перемешивается. Увеличивается и ее температура. В результате она густеет, и крутящий момент передается на ведомую ось автомобиля.

Ресурс

Оба варианта конструкций достаточно надежные. При должном использовании ресурс вискомуфты достигает 300-400 тысяч километров. Что подразумевается под понятием «должное использование»? Имеется в виду эксплуатация муфты без перегрева. Нельзя долго буксовать на одном месте. Это ухудшает свойства рабочей жидкости.

Преимущества

Каковы преимущества подобного механизма? Стоит отметить несколько основных плюсов:

Простота конструкции. Внутри присутствует всего несколько элементов. Это диски (либо турбина) и рабочая жидкость.
Прочность. Корпус элемента способен выдержать давление до 20 атмосфер.
Практичность. Муфта довольно ресурсная и рассчитана на весь срок эксплуатации автомобиля.

Отметим, что такая система полного привода может работать не только на грязи, но и на снегу, а также при гололеде. Это дает неплохие характеристики проходимости при отсутствии механических жестких блокировок.

Недостатки

Рассмотрим обратную сторону медали. Среди минусов стоит отметить низкую ремонтопригодность. В случае поломки вязкостная муфта меняется целиком. С экономической точки зрения это не совсем выгодно – отмечают отзывы.

Огромным недостатком муфты является отсутствие линейной зависимости подключения полного привода. Нельзя заранее подключить ведомую ось при прохождении бездорожья. Включается она только тогда, когда автомобиль уже сел «на брюхо». Поэтому нельзя сказать, что вискомуфта является полной заменой классическим блокировкам и «честному» полному приводу. Механизм служит лишь как вспомогательный элемент, позволяющий автомобилю выбраться из легкой западни.

Следующий недостаток – уменьшение клиренса автомобиля. При прохождении ухабов можно зацепить корпусом муфты о землю. Сама передача крутящего момента при пробуксовке будет неполной. Как показывает практика, на ведомую ось передается не более 80 % мощности.

Еще один минус – уязвимость к перегреву. Долго вискомуфта работать не может. Максимум – 30 секунд. Перегрев жидкости внутри ведет к полному выходу из строя элемента. Поэтому внедорожники, оснащенные такой муфтой, не подойдут для соревнований на бездорожье.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое вязкостная муфта и как работает. Если раньше она использовалась чисто для работы вентилятора охлаждения, то теперь ею оснащается чуть ли не каждый внедорожник. Она спасает при движении по заснеженной или заболоченной местности. Но дабы конструкция прослужила долго, нужно знать, как ее правильно использовать.

принцип работы, особенности и характеристики :: SYL.ru

Принцип работы устройства

Особенности механизма

Определение

Проверка вентилятора охлаждения

Решение проблемы своими руками

Разобрать виcкoмуфту, сняв её из водяного насоса.
Стоит присмотреться к диску изделия. На его поверхности находится специальная пластина с пружиной, под которой имеется отверстие для силикона. Нужно с особой осторожностью снять штифт и залить внутрь смазку с помощью специального шприца. Во время этого процесса саму деталь нужно класть в горизонтальном положении.
Достаточно будет залить в шприц 15 миллилитров жидкости.
Нужно подождать несколько минут, пока вещество не затечёт внутрь вискомуфты, не вынимая при этом шприц.
Проверив правильность выполненной процедуры и нет ли излишек силикона, деталь можно установить обратно.

Другие проблемы

Для починки изделия его нужно снять с основной конструкции мотора. Для этого откручиваются 3 болта, на которых крепятся подшипники.
Замена этих элементов должна производиться только после того, как была слита масляная жидкость и разобран узел. Чтобы упростить процесс, можно использовать специальный инструмент — съёмник. Не стоит применять подручные приборы, так как они могут окончательно повредить детали.
После установки подшипника можно проводить установку всего устройства в механизмы мотора. Перед этим нужно залить свежий силикон, который был слит перед заменой деталей.

Варианты конструкций

На сегодняшний день существует 2 типа конструкций вязкостных муфт:

С замкнутым герметичным корпусом. В подобной ситуации принцип работы вискомуфты похож на действие гидротрансформатора в автоматической трансмиссии. Внутри корпуса имеются две турбины с крыльчатками. Одна стоит на ведомом валу, вторая – на ведущем. Также корпус заполнен силиконовой жидкостью. Когда валы вращаются с одинаковой частотой, плотность ее минимальна. Но как только машина начинает буксовать, турбина начинает перемешивать жидкость. И так до тех пор, пока она не расширится и не станет твердой. После этого она вводит в зацепление соседнюю турбину. На практике это можно заметить по вращающимся колесам на второй оси. Когда автомобиль выбрался из грязи или снежного плена, частота вращения крыльчаток будет совпадать и плотность жидкости станет минимальной. Крутящий момент в таком случае передается только на одну ведущую ось.
С группой плоских дисков. Работает такая вискомуфта по схожему принципу. Однако вместо крыльчаток здесь используется набор плоских дисков. Обычно такая схема практиковалась на муфтах вентилятора системы охлаждения, но встречается и на кроссоверах в качестве ключевого элемента, задействующего полный привод. Как только ведущая ось начинает буксовать, жидкость внутри перемешивается. Увеличивается и ее температура. В результате она густеет, и крутящий момент передается на ведомую ось автомобиля.

Особенности ремонтных работ

Принцип действия вискомуфты

Внешний вид вискомуфты и ее принцип работы позволит понять приведенный рисунок.

Пространство внутри корпуса заполнено вязкой жидкостью, чаще всего изготовленной на основе силикона.

Отличительными особенностями этой жидкости, позволяющими использовать ее для работы в составе вискомуфты, являются:

увеличение вязкости, сгущение при интенсивном перемешивании;
значительный коэффициент расширения при нагреве.

Когда движение автомобиля происходит равномерно, диски вращаются с равной скоростью и жидкость между дисками не перемешивается. При появлении различий в скорости вращения валов (ведомого и ведущего), также начинает различаться скорость вращения дисков, из-за чего вязкость жидкости возрастает и она работает на передачу крутящего момента к ведомому валу от ведущего.

При значительной разности скоростей вращения дисков, вязкость жидкости возрастает настолько, что вискомуфта блокируется и приобретает свойства, характерные для твердого тела. Дополнительную информацию о том, как работает вискомуфта, поможет получить из видео

Что такое вискомуфта вентилятора

Принцип работы муфты в вентиляторе радиатора

Посмотрите видео и все станет понятно:

Вискомуфта вращает охлаждающий вал благодаря специальной жидкости. Она имеет круглую форму и заполнена смазкой. Эта деталь регулирует работу вентилятора благодаря вращению коленчатого вала, который передаёт энергию на первый вал муфты. По мере ускорения повышается вязкость силикона, в результате чего узел блокируется и начинает крутиться второй вал. Благодаря высокой надёжности и безопасности вискомфута используется практически на всех моторах. К примеру, она оснащена специальным защитным механизмом, который блокирует работу узла при случайном попадании руки.

Проверка работоспособности: основные принципы

После длительного простоя машины необходимо проверить вискомуфту на наличие масла. Также рекомендуется протестировать её общую работоспособность, так как эта деталь уязвима к износу. Чтобы проверить работоспособность, обратите внимание на частоту оборотов при холодном и разогретом моторе. Если сначала всё нормально, но затем по мере прогревания двигателя слышатся посторонние шумы, это свидетельствует о неисправных подшипниках.

Замена подшипника вискомуфты на Ауди 100 — обязательно посмотрите видео:

Роль в системе охлаждения ДВС

Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.

Устройство

Как проверить вискомуфту

Вискомуфта может выйти из строя двумя основными способами: полностью отключиться, или оставаться постоянно включенной (иногда только при более высоких рабочих темпах). Потери жидкости, вызванная утечкой уплотнений, являются наиболее вероятной причиной полного отказа вискомуфты. Постоянная работа компонента говорит о более сложных повреждения и может стать причиной дорогостоящего ремонта. Это может привести к разрушению всего привода, включая дорогостоящую трансмиссию.

Основные причины нетипичной работы вискомуфты:

Шины разного размера и различной степени износа;
Утечка силиконовой жидкости, отсоединение муфты вентилятора.
Естественный износ при агрессивных условиях эксплуатации и высоких рабочих температурах.
Наличие приводного механизма, который неправильно выровнен.
Биметаллический датчик теряет свои свойства из-за поверхностного окисления, заставляя муфту застревать.
Неисправность подшипника.

Что проверить вискомуфту, необходимо установить задние колеса на стойку для испытаний на разрыв в сервисном центре. Если вы переключитесь на G-шестеренку, передние колеса должны вывести автомобиль из испытательного стенда, как только двигатель слегка опустится выше холостого хода. Если передние колеса не могут этого сделать, вязкая муфта должна быть заменена.

К чему может привести неисправная вискомуфта

Замена подшипника вискомуфты вентилятора на Мицубиси Паджеро

вентилятор
Чтобы начать ремонт вискомуфты, нужно открутить три болта, которые удерживают деталь в моторном отсеке. После этого сливается масляная жидкость и снимается подшипник с помощью съёмника. Обратите внимание: использование подручных средств вместо специального инструмента может вывести узел из строя. Ремонт вискомуфты заканчивается установкой нового подшипника и заливанием силиконовой жидкости. Таким образом, основной трудностью при проведении таких манипуляций является поиск съёмника, который продаётся далеко не в каждом специализированном магазине.

Также обратите внимание на следующие два фактора:

Далеко не каждая вискомуфта имеет отверстие для заливки масла. Если вы новичок, не пытайтесь провести эту процедуру самостоятельно.
Во время манипуляций с диском запрещено применять силу, так как он может деформироваться и дальнейший ремонт будет невозможен.

сточенная развальцовка
Перед тем как приступать к ремонту, необходимо узнать точное название смазывающей жидкости вискомуфты (на случай, если во время манипуляций вы снимете этот защитный слой). После этого:

Открутите три болта, которые крепят крыльчатку.
Выкрутите три болта, которые фиксируют крышку.
Снимите муфту и уберите верхний диск, блокирующий работу вентилятора.
Сточите развальцовку на валу. Крышка
Сточите подшипник, чтобы предотвратить ещё большее повреждение вискомуфты.
Купите подшипник закрытого типа без видимых шариков.
Смажьте гнездо герметиком перед посадкой подшипника.
Соберите и установите в автомобиль.

Принцип работы вискомуфты

При холодных температурах

При рабочих температурах

Где применяют вискомуфты

Вискомуфты используются в качестве центрального дифференциала в некоторых автомобилях с системой полного привода (4WD), таких как Toyota Celica GT-Four, а также в качестве дифференциала дифференциала скольжения (LSD) на задних мостах. Данные приборы предлагают более дешевый способ внедрения полного привода, нежели дифференциалы Torsen с механическим переключением, используемые Audi.

Вискомуфта на Rolls Royce & Bentley

Volvo, Subaru, Land Rover, Vauxhall/Opel и многие другие бренды использовали вискомуфты в своих приводах на начальных этапах развития. В настоящее время они заменяются электронными устройствами.

Замена вискомуфты

Необходимые инструменты:

Фронтальные монтажные кронштейны: 17-миллиметровый гаечный ключ и храповик с расширением.
Корпус: ключ на 13 мм с удлинителем.
Соединения: шестигранная или 8-миллиметровая розетка с удлинителем и храповым механизмом.
Приводной вал: два открытых ключа на 13 мм (иногда только 12 мм для гаек).

Процедура замены:

Отсоедините шланг и промойте его под корпусом вискомуфты.
Поднимите переднюю часть автомобиля с помощью домкрата.
a. Запишите и отметьте выравнивание карданного вала передним дифференциалом, чтобы вы могли поместить тот же болт через те же отверстия каждого блока при повторной сборке. Это уменьшит шансы на то, что вы нарушите балансировку карданного вала при повторной сборке.

3.b. Открутите четыре передних болта, удерживающих карданный вал, с помощью торцевого ключа на 13 мм. В качестве альтернативы можно использовать 1/2-дюймовый ключ с открытым торцом.

Ослабьте болты, удерживающие передний дифференциал, чтобы его можно было сдвинуть. Ослабьте два болта в верхней задней части диффузора, которые поддерживают его сверху, на перевернутой панели «U». Не удаляйте их. Вытащите три крепежных болта здесь, один спереди, два сзади. Поместите домкрат под дифференциал, и в этот момент удалите все болты и крепления.
Сдвиньте передний диффузор вперед так, чтобы приводной вал отсоединился от переднего дифференциала. Сдвиньте карданный вал в сторону.
Удалите масло с передней диффузии через отверстие для слива масла. Утилизируйте его. Перед тем, как вы удалите пробку слива масла, убедитесь, что вы можете удалить пробку для заливки масла.
Снимите 13-миллиметровые болты, удерживающие заднюю половину переднего дифференциала на автомобиле, а затем вытащите заднюю треть дифференциала. Также удалите 14мм болты и две маленькие медные шайбы рядом с верхней частью, которая соединяет шланг для вентиляционного отверстия для диффузора.

Затем раздвиньте заднюю часть диффузора так, чтобы она была более или менее горизонтальной. Ваш домкрат должен находиться на корпусе с основным диффузором, а не на корпусе вискомуфты.

Вытяните вискомуфту и замените ее, стараясь заново установить маленькую металлическую шайбу. Никаких специальных инструментов или измерений не требуется.
Верните компоненты на место, но задвиньте передний дифференциал вниз так, чтобы правильно установить его относительно задней передачи. При завинчивании карданного вала замените 4 гайки на заводские новые.
Заправьте передний дифференциал трансмиссионным маслом с использованием заводской вязкости.

Замена подшипника вискомуфты на Toyota RAV4

Проблемный подшипник звучит так:

новый подшипник муфты

Неисправный подшипник является частой причиной обращений в сервис. Всему виной влага, которая попадает в корпус и выводит из строя узел. Такую неисправность можно определить по характерным неприятным звукам от подшипника. Для ремонта понадобится яма (подъёмник), подшипник и 2—3 часа свободного времени. Лучше всего новую деталь устанавливать на тонкий слой герметика.

Чтобы обеспечить длительную службу этого узла, нужно:

ставим муфту на место
Отбиваем муфту от кардана
Разобраем деталь, выпрессовываем старый подшипник.
Впрессовываем новый подшипнки, причем его лучше положить на тонкий слой герметика
Установить штифт и деталь на место.

Работа датчика вискомуфты

Электровентилятор вместо вискомуфты. Стоит ли

Электровентилятор — это термостатический вентилятор охлаждения двигателя, который может свободно вращаться при низких температурах, когда охлаждение не требуется, что позволяет двигателю прогреваться быстрее, снимая ненужную нагрузку на двигатель. По мере увеличения температуры муфта сцепляется так, что вентилятор приводится в действие мощностью двигателя и перемещает воздух для охлаждения двигателя.

Электронно-управляемый вентилятора представляет собой устройство, в котором выходной привод на вентилятор управляется электронным перемещением вязкой жидкости из резервуара для жидкости в рабочую камеру муфты во время штатной работы. Радиально сбалансированный клапанный диск, соединенный с пружиной, регулирует относительное перемещение вязкой текучей среды из резервуара для текучей среды в рабочую камеру путем герметичного сцепления и отсоединения заполняющего отверстия. Пластина сцепления, крышка и корпус вместе с функциями, отливаются до требуемого размера и формы, что позволяет легче и точнее изготавливать электровентиляторы в сравнении с традиционными конструкциями вискомуфты.

Механические вентиляторы наиболее распространены в грузовиках и внедорожниках, а также в некоторых полноприводных автомобилях. Это легче сделать, потому что двигатель установлен в продольном направлении, а компоненты дополнительного ремня установлены на радиатор. Вентилятор устанавливается на шкив коленчатого вала или один из вспомогательных шкивов (например, шкив водяного насоса) и будет вращаться между радиатором и двигателем, вытягивая воздух через радиатор и продувая его над двигателем.

Напротив, в переднеприводном транспортном средстве двигатель обычно устанавливается сбоку от коленчатого вала и всеми основными вспомогательными валами, параллельными передней оси, приводить в движение трансмиссию. Вентилятор, механически смонтированный на вспомогательном шкиве, будет располагаться сбоку и не будет обращен к радиатору. Вот почему вентиляторы с электрическим двигателем используются практически повсеместно в автомобилях с передним приводом. Преобразование механической энергии в электричество и обратно к механической вращательной мощности с двигателем вентилятора менее эффективно, чем прямое механическое соединение, но это более чем компенсируется большим контролем электрического вентилятора с помощью электронных термостатических регуляторов, которые могут полностью отключить вентилятор когда температура двигателя ниже заданного значения

устройство, принцип работы Что такое вискомуфта

Вискомуфта — вискомуфта, часть трансмиссии автомобиля, механизм для передачи и уравнивания крутящего момента. В отличие от гидромуфты и гидротрансформатора, вискомуфта использует другой принцип работы. В этом устройстве крутящий момент передается не за счет динамических свойств потока жидкости, а за счет вязкостных свойств жидкости, заполняющей внутреннюю часть вискомуфты. Используется как механизм автоматической блокировки дифференциала.

История изобретения

Вязкостная муфта была изобретена в 1917 году в США Мелвином Северном, но не нашла применения в то время. Вискомуфта впервые была установлена в 1964 году в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала на автомобиле Interceptor FF английской фирмы Jensen. С середины 60-х годов вискомуфты стали широко применяться в самоблокирующихся межколесных дифференциалах на легковых автомобилях с постоянным полным приводом.

Устройство и принцип действия

Вискомуфта представляет собой набор плоских круглых дисков, установленных внутри герметичного корпуса. Пакет дисков состоит из набора ведущих дисков, соединенных с ведущим валом, и набора ведомых дисков, соединенных с ведомым валом. На поверхности дисков имеются выступы и отверстия. Пакет дисков сформирован таким образом, что ведомый и ведущий диски вискомуфты чередуются и расположены на крайне малом расстоянии друг от друга.
Дилатантная жидкость, заполняющая внутреннюю полость корпуса муфты, обычно на основе силикона (кремнийорганическое вязкое вещество), имеет свойство загустевать при интенсивном перемешивании. Кроме того, такая жидкость имеет высокий коэффициент расширения при нагреве, что повышает эффективность работы вискомуфты, так как при перемешивании возникает дополнительное воздействие давления на диски сцепления, которые под воздействием нагретой жидкости « слипаются» (то есть прижимаются друг к другу расширяющейся жидкостью).
При равномерном движении ведущего и ведомого валов диски вискомуфты вращаются с одинаковой скоростью. Жидкость не перемешивается, поэтому она не влияет на пакет дисков. Как только один из валов начинает вращаться быстрее другого, диски пакета вискомуфты начинают вращаться относительно друг друга. Жидкость, заполняющая картер сцепления, интенсивно перемешивается, ее вязкость увеличивается, силы трения, возникающие между частицами жидкости, стремятся уравнять угловые скорости дисков. При очень большой разнице скоростей жидкость становится настолько вязкой, что приобретает свойства твердого вещества — вискомуфта практически блокируется, и крутящий момент, передаваемый от ведущего к ведомому валу через пакетные пластины, достигает своего максимума.

Недостатки и преимущества вискомуфты

Вязкостные свойства жидкости, заполняющей вискомуфту, зависят от интенсивности ее перемешивания, а значит, и от разности угловых скоростей вращающихся дисков. Но линейной зависимости этих свойств нет, поэтому предсказать коэффициент торможения дисков сцепления невозможно. По этой причине самоблокирующиеся дифференциалы с вискомуфтой имеют низкий КПД. Дифференциалы на основе вискомуфты (без использования дифференциала со свободной передачей) в современных автомобилях вообще не применяются — из-за низкого КПД вискомуфт и из-за громоздкости конструкции. Поскольку эффективность работы вискомуфты зависит от диаметра дисков и объема жидкости, заполняющей корпус, установка этого механизма увеличивает габариты ведущего моста и приводит к уменьшению подвижного клиренса автомобиля.
К достоинствам вискомуфты можно отнести простоту конструкции (при повышенных требованиях к точности изготовления — например, корпус вискомуфты должен обеспечивать герметичность при повышении внутреннего давления до 15 атмосфер). Вискомуфты не требуют обслуживания на протяжении всего срока службы автомобиля. При выходе из строя вискомуфты ее заменяют новой.

Применение вискомуфты

В качестве осевого дифференциала вискомуфты на серийных автомобилях не применялись. В качестве механизма автоматической блокировки свободнозубого осевого дифференциала на некоторые автомобили устанавливаются вискомуфты (примеры — Lancia Thema и Lancia Dedra 2000 Turbo). Основное применение вискомуфт — установка в качестве межосевого самоблокирующегося дифференциала на автомобили повышенной проходимости. Причем вискомуфта может использоваться как сам самоблокирующийся дифференциал (примеры — Jeep Grand Cherokee, Range Rover HSE), так и в виде вспомогательного механизма автоблокировки, работающего совместно с безредукторным дифференциалом.
Установка вискомуфты — самый простой и недорогой способ синхронизировать крутящий момент между двумя ведущими мостами — передним и задним. Поскольку разница в крутящем моменте в обычных дорожных условиях невелика, эффективности и точности работы вискомуфты вполне достаточно для предотвращения пробуксовки передних колес относительно задних (например, при движении автомобиля по пересеченной местности, когда один пара колес описывает дугу, огибая дорожное препятствие, а второе в этот момент движется прямолинейно).
На данный момент автопроизводители вообще отказываются от использования вискомуфты, выбирая муфты Haldex с принудительным управлением, так как использование вискомуфты с системой ABS проблематично.

Вискомуфта — элемент трансмиссии автомобиля, механизм, обеспечивающий передачу и выравнивание крутящего момента. Уникальность устройства заключается в том, что крутящий момент передается через жидкость.

Важно! Жидкость заполняет все внутреннее пространство вискомуфты.

Устройство вискомуфты в автомобиле позволяет добиться автоматической блокировки дифференциала. Чтобы понять, как работает эта деталь, рассмотрим ближайшие аналоги, а именно гидромуфту и гидротрансформатор.

В гидромуфте используется поток жидкости. Именно он помогает передавать крутящий момент. Совершенно другим путем пошли создатели вискомуфты. В своей конструкции они сделали основной уклон на вязкость.

Видео более подробно объясняет, что такое вискомуфта:

Как была изобретена вискомуфта

Если заглянуть в историю, то первый прототип работающей вискомуфты был создан в 1917 году. Его создателем является Мелвин Северн. К сожалению, в то время этот прибор не нашел практического применения.

Все резко изменилось в 1964 году. Именно тогда устройство вискомуфты впервые было использовано в качестве автоматической блокировки межосевого дифференциала. Первым автомобилем, на который был установлен такой агрегат, стал легендарный Interceptor FF.

Внимание! Такое устройство, как вискомуфта, нашло широкое применение во второй половине 60-х гг. Для автомобилей с постоянным полным приводом этот агрегат стал настоящей находкой.

Описание вискомуфты

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы вискомуфты, давайте более подробно рассмотрим саму конструкцию. Он состоит из комплекса плоских дисков. Все они устанавливаются внутри корпуса, который должен быть полностью герметичен.

Комплект состоит из основного и дополнительного дисков. Первые элементы конструкции непосредственно связаны с главным валом, вторые — с второстепенным. Поверхность дисков покрыта специальными отверстиями и выступами.

Важно! В устройстве основной и дополнительный диски расположены на максимально коротком расстоянии.

Внутренняя полость вискомуфты заполнена дилатантным веществом. В его основе обычный силикон. Это вещество с кремнийорганической структурой, обладающее высоким параметром вязкости.

Основным свойством дилатантного вещества является то, что оно загустевает при активном перемешивании. Также стоит отметить высокий коэффициент расширения. При повышении температуры давление на диски увеличивается. Это значительно увеличивает эффективность вязкостной муфты.

Важно! Из-за повышения давления внутри вискомуфты при активном перемешивании диски как бы слипаются.

При равномерном движении ведущего и ведомого валов диски устройства вращаются с одинаковой скоростью. При этом жидкость внутри конструкции не перемешивается, а значит, температура остается на одном уровне. В результате давление не увеличивается, а диски не слипаются.

Но как только один вал начинает вращаться чуть быстрее другого, все резко меняется. Совсем по-другому начинают двигаться диски вискомуфты. В результате жидкость эффективно перемешивается. Из-за этого повышается вязкость.

Между частицами жидкости существует сила трения. В результате угловые скорости каждого из дисков уравниваются. Если разница скоростей между двумя типами дисков вязкостной муфты слишком велика, жидкость становится практически твердой.

Важно! В таком положении устройство заблокировано. В свою очередь крутящий момент, который передается через пластины, достигает максимально возможного.

Где применяется

Начнем с того, что на серийных автомобилях вискомуфта в качестве межосевого дифференциала практически не используется. Несмотря на это, устройство можно использовать в качестве автоматической блокировки межосевого дифференциала. Аналогичная технология используется на таких автомобилях, как Lancia Thema. Но стоит признать, что такой вариант использования встречается довольно редко.

В большинстве случаев устройство необходимо в качестве межосевого самоблокирующегося дифференциала. Аналогичный агрегат нужен для автомобилей 4х4. Самые известные автомобили, в которых использовалась эта технология, — Jeep Grand Cherokee и Range Rover HSE.

Внимание! В упомянутых выше автомобилях вискомуфта выполняла роль дополнительного механизма, отвечавшего за автоблокировку.

Использование устройства в автомобиле помогает синхронизировать крутящий момент между передней и задней осями. Кроме того, стоимость этого агрегата более чем доступна, особенно в сравнении с альтернативными устройствами.

Также стоит отметить, что использование вискомуфты оправдано при нормальных условиях эксплуатации. Дело в том, что характеристик этого устройства, его скорости и точности более чем достаточно при движении автомобиля по обычной дороге. Если речь идет о езде по бездорожью, то придется подумать об альтернативе.

Важно! Вискомуфта в обычном режиме движения не позволяет одному колесу проскальзывать относительно другого. Устройство отлично справляется со своей задачей.

Однако использование устройства в современных автомобилях, оснащенных системой АБС, связано с рядом технических сложностей. Поэтому автопроизводители выбирают муфты с принудительным управлением.

Решение проблемы с АБС

Несмотря на то, что большинство производителей отказались от использования вискомуфты в своих автомобилях с АБС, были и те, кто пытался найти выход из этой ситуации. Приходится признать, что им это удалось.

Проблема помех, создаваемых устройством при работе, была решена за счет того, что в конструкцию были введены дополнительные механизмы. Одним из самых распространенных считается «переключатель».

Это устройство работает следующим образом. При необходимости вискомуфта отключается от схемы трансмиссии. Система безопасности срабатывает в тот момент, когда помехи начинают воздействовать на АБС.

Недостатки и преимущества

Любое устройство имеет свои достоинства и недостатки. Вискомуфта не стала исключением. Самый главный недостаток вытекает из основных конструктивных особенностей агрегата.

Вязкость жидкости внутри вискомуфты напрямую зависит от скорости перемешивания. Но между скоростью и вязкостью нет линейной зависимости. На самом деле производители автомобилей могут рассчитать эффективность устройства только на основе приблизительных данных.

Внимание! Из-за невозможности проведения точных математических расчетов коэффициент дискового торможения не может быть рассчитан.

Эффективность самоблокирующихся дифференциалов, оснащенных вискомуфтами, не особенно велика. В результате устройство без шестеренчатого дифференциала в современных машинах просто не используется. К другим недостаткам относятся:

громоздкая конструкция,
уменьшение клиренса автомобиля,
увеличение габаритов ведущего моста.

Два последних недостатка устройства вытекают из первого. Безусловно, у устройства есть свои преимущества, вот основные из них:

простая конструкция,
не требует обслуживания,
надежность.

Использование вискомуфты в конструкции автомобиля позволяет сэкономить на стоимости. Но это возможно только в том случае, если проект допускает определенный разброс основных параметров. Например, при условии, что задачей конструкторов будет установка устройства, корпус которого должен беспрепятственно выдерживать давление до 15 атмосфер, то трудностей не возникнет.

Что такое вискомуфты

Правильнее всего классифицировать вискомуфты в зависимости от особенностей установки. Эти устройства могут быть установлены как отдельные узлы или в сочетании с обычными дифференциалами. . В первую очередь на выбор влияет тип трансмиссии.

Если взять для примера полный привод, то в нем вискомуфта совмещена с межосевым дифференциалом. Если взять конструкцию с автоматическим включением, то вискомуфта будет стоять автономно.

В автономном исполнении инвентарные номера мостов подобраны таким образом, чтобы диски вискомуфты имели разные скорости вращения. Такое распределение позволяет устройству передавать 95 процентов крутящего момента на одну ось, а пять — на вторую. Также доступна возможность работы в предстартовом режиме.

Внимание! Скорость реакции вязкостной муфты этого варианта значительно увеличивается. В результате активация элементов полного привода становится намного быстрее.

Вискомуфта вентилятора охлаждения

Узел используется не только в конструкции трансмиссии, но и в системах охлаждения. Термостат помогает охлаждающей жидкости двигаться по кругу, обеспечивая тем самым нужный уровень охлаждения.

Антифриз попадает в радиатор. В этот момент должен включиться вязкостной вентилятор. Вискомуфта отвечает за обеспечение включения в нужный момент. Корпус устройства имеет несколько контейнеров. Они также содержат жидкость. В конструкцию входит клапан. Он обеспечивает приток жидкости.

При низкой температуре двигателя диски выдавливают вязкое вещество в расширительный бачок. В этом режиме работы сцепление между дисками находится на низком уровне. Вся система работает с сильным проскальзыванием. Естественно, обдува радиатора нет.

Как только двигатель прогревается, ситуация резко меняется. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость к радиатору. В результате он нагревается. Теплый воздух, исходящий из этой детали, воздействует на биметаллическую пластину вискомуфты. Она выгибается. Это приводит к тому, что отверстие клапана закрывается.

Дальнейший процесс работы достаточно прост. При повышении температуры вязкость жидкости увеличивается. Соответственно уменьшается проскальзывание. Рабочее колесо также заблокировано. Охлажденный воздух направляется к радиатору, где он охлаждается.

Ремонт вискомуфты

Сразу нужно сделать одно важное заявление. Вискомуфта, установленная на трансмиссии, ремонту не подлежит. Совсем другое дело устройство, отвечающее за охлаждение. Его можно отремонтировать.

Перегрев мотора свидетельствует о поломке этой детали. Особенно это заметно в жаркие дни. Чаще всего эта проблема наиболее ярко проявляется на подъеме. Неправильная работа агрегата в большинстве случаев связана с тем, что один из дисков соприкасается с внутренней поверхностью корпуса. В результате получается вращение без проскальзывания.

В начале ремонта придется демонтировать блок. Тогда у вас будет два возможных варианта действий. В первом варианте нужно просверлить в корпусе несколько отверстий и вставить туда болты. Это будет что-то вроде временной блокировки устройства. К сожалению, это временная мера.

Второй способ позволит вам навсегда забыть о перегреве, все, что вам нужно, это заправить агрегат. Единственным недостатком является то, что силиконовое масло не так просто достать. К тому же не во всех чехлах есть заливное отверстие, поэтому его придется делать самостоятельно.

Вязкостная муфта имеет несколько применений. В первом случае он передает крутящий момент, а также выравнивает его. Его также можно использовать в системе охлаждения автомобиля.

На видео подробно про вискомуфту:

Каждого автомобилиста интересовал вопрос: что такое вискомуфта? Попробуем ответить на него. Вискомуфта – это механизм для передачи и выравнивания крутящего момента в трансмиссии автомобиля Рено, Фольксваген и т. п. Другое ее название – вискомуфта. Принцип работы в нем совершенно иной, чем в гидротрансформаторе или гидромуфте. Крутящий момент передается за счет вязких свойств жидкости, заполняющей внутреннюю полость вискомуфты. Он используется для автоматической блокировки дифференциала.

История

В 1917 году в Соединенных Штатах Америки Мелвин Северн изобрел вязкостную муфту. Но его изобретение не имело применения. На автомобиле Interceptor FF английской фирмы Jensen он применялся в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала в 1964 г. На автомобилях с постоянным полным приводом вискомуфта заняла свою нишу с 1965 г.

Вискомуфта: устройство, принцип действия

Внутри герметичного корпуса установлено несколько круглых плоских дисков. К ведущему валу присоединено определенное количество ведущих дисков, а к ведомому валу — определенное количество ведомых дисков. Их поверхность имеет отверстия и выступы. Все диски установлены таким образом, что вращаются на очень небольшом расстоянии друг от друга. Внутри корпуса муфты находится дилатантная жидкость на основе силикона, которая загустевает при сильном перемешивании. Он также имеет высокий коэффициент расширения при нагревании. При перемешивании на диски появляется давление, и они прижимаются друг к другу за счет расширения этой жидкости.

Как работает вискомуфта — видео

Если движения валов равномерны, то и диски вращаются с одинаковой скоростью. Когда нет перемешивания жидкости, нет давления на диски. При разных поворотах одного вала относительно другого диски начинают вращаться друг относительно друга. Жидкость перемешивается, вязкость увеличивается, угловые скорости дисков пытаются выровняться за счет силы трения. И при огромной разнице скоростей эта жидкость имеет свойства твердого тела. Вискомуфта в этот момент блокируется, крутящий момент от ведущего вала к ведомому приобретает максимум.

Недостатки и преимущества

Вязкость жидкости зависит от скорости ее перемешивания. Угадать коэффициент торможения дисков невозможно, т. к. нет линейной зависимости свойств. Поэтому такие дифференциалы малоэффективны. Вискомуфты без свободного зубчатого дифференциала не применяют из-за большой конструкции и низкого КПД. Поскольку эффективность вискомуфты прямо пропорциональна объему жидкости и диаметру дисков, такое устройство увеличивает размер ведущих мостов, что приводит к уменьшению дорожного просвета.

Преимуществом является простота конструкции. Корпус вискомуфты способен выдерживать давление в пятнадцать атмосфер. Не требует внимания в течение всего периода эксплуатации. Если он вышел из строя, его просто заменяют.

Где используются вискомуфты?

На автомобилях Lancia Thema и Lancia Dedra 2000 Turbo в качестве механизма автоматической блокировки свободного зубчатого дифференциала использовалась вискомуфта. Но основное применение – использование на внедорожниках в качестве межосевого самоблокирующегося дифференциала. Например, на джипах и Range Rover HSE в качестве самоблокирующегося дифференциала использовалась вискомуфта. Он также может выступать в качестве вспомогательного механизма блокировки, работающего с безредукторным дифференциалом.

Видео

Синхронизация крутящего момента между осями может быть выполнена простым и недорогим способом с помощью вязкостной муфты. В нормальных условиях разница в крутящем моменте невелика, работы вискомуфты достаточно для предотвращения пробуксовки передних колес относительно задних. Так, при движении по грунтовой дороге одна пара колес совершает объезд препятствия, вторая пара идет прямо, и виско-муфта в этот момент уравнивает их скорости.

Видео

Но, поскольку использовать вискомуфту с антиблокировочной системой колес проблематично, практически все мировые автопроизводители отказываются от них и устанавливают на свои автомобили принудительные муфты Haldex.

(вязкостная муфта) была изобретена еще в 1917 году Мелвином Северном, но в то время его изобретение не было оценено по достоинству. О вискомуфте вспомнили только в середине 60-х, при создании автомобиля с хорошей проходимостью, управляемостью и устойчивостью.

По своей сути вискомуфта представляет собой многодисковую муфту, характерной особенностью которой являются диски, не соприкасающиеся друг с другом поверхностями. Известно, что фрикционная муфта является самым распространенным сцеплением автомобиля. В нем силы трения между дисками (стальные пластины, толщиной 0,25 — 1,0 мм) передают крутящий момент. Одна половина дисков, установленных с минимальным зазором 0,15 — 0,2 мм, соединена с цилиндрическим корпусом, а вторая половина — с приводным валом любой из осей, либо с одной полуосью. Герметичный цилиндрический корпус составляет примерно 75 — 90% заполнены силиконовой жидкостью, которая в данном случае выступает связующим звеном между дисками. Силиконовая жидкость, обладает высокой кинематической вязкостью. Если обычные жидкости при нагревании уменьшают свою вязкость, то эта, наоборот, становилась гуще, вплоть до твердого состояния.

При движении автомобиля по дорожному покрытию с одинаковым коэффициентом сцепления всех колес последние вращаются с одинаковой угловой скоростью. При этом диски сцепления вращаются одинаково, не затрагивая друг друга.

Но если одно из колес, или колеса одного моста, ударяются о дорожное покрытие с меньшим коэффициентом сцепления (грязь, лед) и они, значит, диски сцепления начинают вращаться с разной угловой скоростью. Вискомуфта включается в работу, она блокирует вращение этих дисков.

Процесс происходит следующим образом: при работе муфты силиконовая жидкость нагревается. И чем больше разница вращения дисков, тем больший объем муфты заполняется этой жидкостью, что в свою очередь увеличивает трение между дисками устройства. За счет этого передача крутящего момента изменяется пропорционально в зависимости от разности вращения колес, то есть достигается необходимая степень блокировки.

Принцип работы

вискомуфта

Принцип работы вискомуфты заключается в изменении числа оборотов вентилятора в зависимости от температуры воздушного потока после его прохождения через радиатор. Вязкостная муфта вентилятора значительно повышает эффективность системы охлаждения за счет более эффективного использования производительности крыльчатки вентилятора. Муфта устанавливает вентилятор на оптимальную скорость, что позволяет эффективно работать всей системе управления воздухом. Это помогает прогреть холодный двигатель и поддерживает требуемый тепловой режим двигателя в рабочих пределах. Режим работы вентилятора меняется плавно, что повышает износостойкость не только ремней привода вентилятора, но и других деталей узла. При работе муфты между деталями отсутствует трение, что значительно увеличивает срок службы вискомуфты.

Использование вязкостной муфты вентилятора означает, что:

Срок службы двигателя увеличивается, а потери мощности двигателя снижаются
Уменьшенный расход топлива
Практически бесшумная работа вискомуфты
Значительно снижена трудоемкость замены приводных ремней генератора и пневмокомпрессора
За счет плавности хода увеличен ресурс ремней привода вентилятора
Низкая стоимость всего комплекта для переоборудования при высоком качестве продукции

Такое устройство работает в автономном режиме, используя принцип изменения вязкости рабочей жидкости сцепления.

Вискомуфта работает в зависимости от температуры воздуха после радиатора системы охлаждения двигателя. Регулируется биметаллической термопластиной, то есть включается при 61°С — 67°С, когда температура антифриза достигает 84°С — 92°С.

Большинство моделей с продольным расположением силового агрегата обычно оснащены вентилятором с ременным приводом, совмещенным с насосом охлаждающей жидкости. Если бы при этом крыльчатка вентилятора была бы жестко связана с ведущим шкивом, а частота ее вращения была бы прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала, то такое охлаждение не было бы эффективным, особенно при высоких скоростях и низких температурах воздуха. Поэтому между шкивом и крыльчаткой установлена вискомуфта, регулирующая интенсивность потока проходящего через радиатор воздуха.

На двигатель КамАЗ устанавливается девятилопастный вентилятор диаметром 710 мм. Материал, из которого он изготовлен, — стеклонаполненный полиамид, ступица вентилятора — металл.

Для привода такого вентилятора используется вискомуфта вентилятора Камаз, которая крепится к ступице вентилятора.

Принцип работы вискомуфты КАМАЗ основан на изменении вязкости жидкости при трении в малых зазорах между дисками сцепления. В качестве рабочей жидкости используется силиконовая жидкость высокой вязкости.

Такая муфта по своей конструкции неразборная, поэтому в процессе эксплуатации не нуждается в обслуживании.

Вискомуфта вентилятора КамАЗ включается биметаллической спиралью при достижении температуры воздуха после радиатора 61°С — 67°С.

Вентилятор установлен в неподвижной кольцевой оболочке, которая жестко прикреплена к двигатель. Корпус вентилятора и его кожух способствуют увеличению расхода воздуха, нагнетаемого вентилятором через радиатор.

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Расчет и проверка рабочих характеристик вязкостной муфты в реальном времени

1. Введение

VC представляет собой устройство для передачи крутящего момента, использующее силу сдвига высоковязкой жидкости. VC продолжают оставаться важной частью современных автомобильных систем привода и обеспечивают экономичную и надежную систему контроля тяги. Ежегодно в автомобили встраивается несколько миллионов единиц [1]. VC могут улучшить характеристику распределения крутящего момента обычного дифференциала, чтобы повысить динамические характеристики и проходимость автомобиля [2]. Дифференциал повышенного трения (LSD), оснащенный VC, улучшит тяговые качества автомобиля на мокром дорожном покрытии, а также повысит степень недостаточной поворачиваемости при движении автомобиля, особенно на разбитой дороге, и рулевое управление. характеристики будут значительно улучшены [3]. Однако крутящий момент изменит распределение между передней и задней осями и повлияет на управляемость автомобиля [4,5]. Влияние на характеристики автомобиля, вызванное VLSD, зависит от его собственных рабочих характеристик. Применение СНУ в транспортных средствах требует точного метода расчета моментных характеристик, то есть точного расчета рабочих характеристик ВК [6].

Два рабочих режима VC — это операция сдвига масляной пленки и горная операция [7], оба из которых тесно связаны с температурой. Когда VC работает в режиме сдвига масляной пленки, тепло, выделяемое сдвиговым трением, вызывает увеличение внутреннего давления и температуры, а также снижение вязкости и момента сдвига. Ссылка [7] показала метод расчета момента сдвига при определенной температуре; однако предсказать температуру было невозможно. Если ВК работает с большой разницей скоростей в течение длительного периода времени, генерируемое тепло будет продолжать увеличивать внутреннее давление и температуру и в конечном итоге сформирует квазижесткое соединение ведущей и ведомой пластин, резко возрастет выдающий крутящий момент. , а ВК переходит в режим горковой работы [1]. Внутреннее тепло ВК передается изнутри наружу оболочки через все части ВК; только путем точного расчета теплопередачи каждой детали можно получить рабочие характеристики муфты в режиме реального времени. В работе [8] по градиенту скорости и крутящего момента изменение температуры рассчитывалось методом конечных элементов внутри ВК, но он был слишком сложен для расчета рабочих характеристик в реальном времени. В ссылках [7,9,10] проанализировано явление течения силиконового масла и влияние основных факторов на явление горба при работе ВЦ. Метода расчета температуры в реальном времени пока нет.

Таким образом, только путем проведения точного анализа поглощенного тепла и температуры силиконового масла можно точно предсказать характеристики VC в реальном времени. Это один из наиболее важных аспектов венчурных капиталистов, и эта проблема должна быть решена в данной статье.

2. Расчет крутящего момента сдвига

Сдвигающий крутящий момент, передаваемый VC, составляет [6]:

где vs – кинематическая вязкость силиконового масла; ρs – плотность силиконового масла; λ – зазор между пластинами; n — номерной знак; r1 — внутренний радиус наружных пластин; r2 — внешний радиус внутренних пластин; Δω – разность скоростей входного и выходного валов.

Согласно приведенному выше уравнению, на сдвигающий крутящий момент влияют многие факторы: vs и ρs представляют физические свойства силиконового масла, и оба тесно связаны с температурой; λ, n, r1, r2 — структурные параметры ВК; Δω определяет скорость сдвига масла. Учитывая, что разница скоростей VLSD и скорости сдвига невелики, мы предполагаем, что вязкость силиконового масла не изменяется со скоростью сдвига [6]. Следовательно, крутящий момент в основном зависит от температуры.

Приблизительное выражение зависимости вязкости масла от температуры [11,12,13]:

где Te – абсолютная температура силиконового масла в этот момент; ν25 – абсолютная вязкость силиконового масла при 25 °С; А – константа, значение которой связано с вязкостью силиконового масла (рис. 1).

Из уравнения (2) видно, что вязкость силиконового масла уменьшается с повышением температуры масла. Согласно уравнению (1), когда вязкость силиконового масла уменьшается, крутящий момент сдвига уменьшается.

3. Расчет температуры ВК при рабочем ходе

На рабочую температуру ВК влияет температура рабочей среды и тепло, выделяемое в процессе работы. Поскольку первое относительно стабильно, последнее является основным фактором. Часть тепла, выделяемого ВК, передается наружному воздуху через пластины, кожух корпуса и вал, обеспечивая теплообмен между внутренней и внешней частью кожуха.

Структура ВК сложная, и для разработки модели ее необходимо упростить. В упрощенной модели конструкции ВК учитываются основные детали, такие как вал, обечайка, торцевая крышка и лопасть, а мелкие детали, такие как уплотнительные детали муфты, игнорируются. Для упрощения расчета не учитывается влияние морфологии поверхности каждой детали, особенно лопаток. Принципиальная схема упрощенной структуры ВК представлена на рисунке 2.9.0003

Тепло, поглощаемое VC, передается между семью частями VC и наружным воздухом. На рис. 3 показана модель теплообмена ВК. Из рисунка видно, что количество тепла Q, поступающее в ВК, поглощается силиконовым маслом, затем передается каждой части ВК и наружному воздуху. Теплопередача между семью частями ВК и наружным воздухом равна Qxy (xy обозначает тепло, передаваемое от x к y; цифры 0–7 в нижнем индексе соответствуют наружному воздуху, силиконовому маслу, корпусу, левой крышке, правой крышке, оси, внутренней пластины и внешней пластины соответственно). Стрелки на рисунке указывают направление теплопередачи между каждой частью модели. Для этой модели сделаны следующие предположения:

(1): Если не учитывать теплопроводность между корпусом и левой и правой крышками, то есть все Q23,Q24,Q53,Q54 равны нулю.
(2): Без учета теплопроводности между уплотнениями и силиконовым маслом, а также с уплотняемыми деталями.
(3): Внутренние и внешние пластины представляют собой куски металла, погруженные в силиконовое масло. Между пластинами, оболочкой и осью нет теплообмена, поэтому Q65, Q75 равны нулю. Между пластинами и силиконовым маслом происходит обмен теплом. Пластины представляют собой металлические детали и в целом являются хорошими проводниками тепла. Толщина пластин, как правило, меньше 1 мм, поэтому теплопроводностью от поверхности пластин внутрь можно пренебречь. Пока работает ВК, температура поднимается медленно, учитывая, что теплообмен между пластинами и силиконовым маслом завершается мгновенно в момент разности температур. То есть температуры пластин и силиконового масла всегда равны.
(4): Без учета радиационного теплообмена от кожуха и колпака наружу; а именно, теплопередача от колпака и колпака наружу есть только конвективный теплообмен.
(5): Теплопередача всех частей ВК представляет собой установившийся процесс теплообмена.

3.1. Коэффициент конвективной теплоотдачи деталей ВК

3.1.1. Коэффициент средней конвекционной теплопередачи между силиконовым маслом и осью

Рассматривая α1 как коэффициент средней конвекционной теплоотдачи, получаем:

куда

Здесь γs – коэффициент средней конвекционной теплоотдачи; βs – коэффициент объемного расширения силиконового масла; Cps – удельная теплоемкость силиконового масла при постоянном давлении; ts – температура силиконового масла; ω2 — угловая скорость вала; Nu – число Нуссельта; Re — число Рейнольдса; Gr – число Грасгофа; Pr – число Прандтля; Da – наружный диаметр оси; ta – температура оси.

3.1.2. Коэффициент средней конвекционной теплоотдачи между силиконовым маслом и оболочкой

Рассматривая α2 как коэффициент средней конвективной теплоотдачи, получаем:

куда

В приведенном выше Dhi — внутренний диаметр оболочки; thi — температура оболочки; ω1 — угловая скорость оболочки. Остальные такие же, как и в предыдущих уравнениях.

3.1.3. Коэффициент средней конвекционной теплопередачи между наружным воздухом и оболочкой

Рассматривая α3 как коэффициент средней конвекционной теплоотдачи, получаем:

куда

В приведенном выше Dho — внешний диаметр раковины; tho – температура внешней поверхности оболочки; tA – температура воздуха; βA – коэффициент теплового расширения воздуха; νA – кинематическая вязкость воздуха; CpA — коэффициент удельной теплоемкости воздуха при постоянном давлении; ρA — плотность воздуха; γA – коэффициент теплопроводности воздуха.

3.1.4. Коэффициент средней конвекционной теплоотдачи между наружным воздухом и осью

Относительно α4 как коэффициента средней конвекционной теплоотдачи получаем:

куда

В приведенном выше Дао — внешний диаметр оси; дао — температура внешней поверхности оси.

3.1.5. Коэффициент средней конвекционной теплоотдачи между силиконовым маслом и крышкой

Рассматривая α5 как коэффициент средней конвекционной теплоотдачи, мы видим:

куда

В приведенном выше Dc — диаметр цоколя; tci — температура внутренней поверхности колпачка (которая контактирует с силиконовым маслом).

3.1.6. Коэффициент средней конвекционной теплоотдачи между колпаком и воздухом

Рассматривая α6 как коэффициент средней конвективной теплоотдачи, получаем:

В приведенном выше Dc — диаметр колпака; tco — температура внешней стороны колпака (соприкасающейся с воздухом).

3.2. Расчет теплопередачи деталей ВК

VC передает крутящий момент за счет трения силиконового масла пластинами. Скорость вращения отличается от скорости вращения входного и выходного валов. Следовательно, при работе ВК происходят потери энергии. Предположим, что крутящий момент, передаваемый при работе ВК, равен Tv, входная скорость равна ω1, а выходная скорость равна ω2, разница скоростей составляет:

Потеря мощности:

Предположим, что вся потерянная мощность преобразуется в тепло, общее количество теплоты за t (продолжительность рабочего времени) равно:

Теплопередачу каждой части ВК можно определить с помощью приведенного выше коэффициента теплопередачи.

Теплообмен силиконового масла оболочкой включает три звена:

(а): Конвекционный теплообмен между силиконовым маслом и внутренней стенкой оболочки;
(b): Конвекционная теплопроводность между наружной и внутренней стенками оболочки; и
(c): Конвективный теплообмен между наружным воздухом и внешней стенкой корпуса.

То же самое для теплового потока через ряд звеньев в установившемся режиме. Тепловые потоки вышеперечисленных трех составляют:

где rho,rhi — внутренний и внешний диаметр раковины; и Fho,Fhi – площадь внутренней и внешней поверхностей раковины.

Уравнение (36) затем может быть преобразовано в формы температуры и давления, а именно:

Теплопередача силиконового масла через левую и правую торцевые крышки включает три последовательных звена:

(a): Конвективный теплообмен между силиконовым маслом и внутренней стенкой левой (правой) торцевой крышки;
(б): Конвекционная теплопроводность между внутренней и внешней стенкой левой (правой) торцевой крышки; и
(c): Конвективный теплообмен между наружным воздухом и наружной стенкой левой (правой) торцевой крышки.

Для левой торцевой крышки тепловые потоки из трех указанных выше:

где Fcli,Fclo – площадь внутренней и внешней поверхности левой торцевой крышки; tcli,tclo – температура внутренней и наружной поверхности левой торцевой крышки; Hcl – толщина левой торцевой крышки.

Уравнение (43) затем можно преобразовать в формы температуры и давления, а именно:

Приведенные выше уравнения также применимы к правой торцевой крышке.

Теплопередача силиконового масла через вал включает четыре последовательных звена:

(а): Конвективный теплообмен между силиконовым маслом и осью внутри кожуха;
(b): Конвекционная теплопроводность между осью и поверхностью;
(c): Конвекционная теплопроводность между осью и одной внешней оболочкой; и
(d): Конвекционная теплопередача между наружным воздухом и внешней стенкой внешней оболочки.

Если пренебречь конвективной теплопроводностью между осью и поверхностью, то температура каждой точки, перпендикулярной площади поперечного сечения оси, одинакова. Итак, тепловой поток каждого звена равен:

где Fai, Fao — площади внутренней и внешней поверхности оболочки; Fd – площадь поперечного сечения оси.

Затем их можно преобразовать в формы температуры и давления, а именно:

3.3. Температурный расчет деталей VC

За исключением вышеупомянутой теплоемкости, оставшаяся энергия составляет:

Если предположить, что тепло полностью поглощается силиконовым маслом и пластинами, их температура всегда одинакова. Соотношение поглощенного тепла между ними равно Ra, которое можно определить, когда они поднимают одинаковую температуру:

В приведенном выше примере Cps,ms — коэффициент удельной теплоемкости при фиксированном давлении и массе силиконового масла; Cpp,mp – коэффициент удельной теплоемкости при фиксированном давлении и массе пластин.

Теплота, поглощенная силиконовым маслом:

Повышение температуры силиконового масла:

Температура силиконового масла за время I:

Если подставить tsi в модель теплопередачи, тепло всех частей и температуру можно рассчитать. Таким образом, определяются такие параметры, как мгновенная плотность, объем, мгновенная вязкость силиконового масла, скорость наполнения ВК. Если мы подставим эти мгновенные значения параметров в расчет крутящего момента в уравнении (1), можно рассчитать мгновенный крутящий момент VC. Следовательно, можно рассчитать характеристику передачи крутящего момента вязкой LSD в реальном времени.

Изменение внутренней температуры ВК во время работы показано на рис. 4. Характеристика крутящего момента ВК показана на рис. 5. Все характеристики были получены в результате моделирования приведенной выше модели. Как показано на рисунках, температура силиконового масла в начале быстро росла, и крутящий момент также быстро падал. Затем температура деталей из ВК повышалась, тепло ВК быстро рассеивалось, а колебания температуры силиконового масла становились все меньше. Крутящий момент, передаваемый VC, имел тенденцию быть стабильным.

4. Теоретический анализ и расчет горкового режима ВК

При длительной работе ВК с большим перепадом скоростей отвод выделяемого тепла недостаточен. Избыточное тепло повысит температуру, увеличит объем и давление, а передаваемый крутящий момент резко возрастет. Это явление горба. В работе [7] дано несколько объяснений механизма образования явления горба. Пока еще не сделано окончательного вывода по этому вопросу, но теория из ссылки [14] хорошо принята.

Когда возникает явление горба, внутреннее давление очень высокое и его трудно измерить. Это требует теоретической оценки. Основываясь на механизме образования горба, для оценки внутреннего давления делаются следующие допущения:

(a): Растворимость силиконового масла в воздухе очень низкая. Считается, что доля воздуха внутри силиконового масла довольно мала (игнорируема);
(б): Когда возникает явление горба, газ внутри VC считается идеальным газом и, таким образом, следует физическому закону идеальных газов;
(c): Во время явления горба давление газа внутри ВК такое же, как и в других частях.

Исходя из вышеизложенных предположений, комбинированный газовый закон применяется для расчета внутреннего давления воздуха, которое будет использоваться как давление внутри оболочки ВК.

Из комбинированного газового закона:

Начальная скорость заполнения ВК CL0, объем оболочки V, начальный объем воздуха V1, начальное давление внутри оболочки P1, начальная температура T1; в момент времени t объем воздуха равен V2, внутреннее давление оболочки равно P2, а внутренняя температура равна T2.

Уравнение (60) дает:

Следовательно:

Подставим два приведенных выше уравнения в уравнение (61), получив

Следовательно:

Если известна температура T2 в момент времени t, можно определить внутреннее давление P2.

Согласно закону трения Кулона, максимальный крутящий момент, передаваемый при горбовом режиме, равен:

В приведенном выше f – коэффициент трения между пластинами; K – коэффициент распределения контакта между пластинами.

Явление горба возникает, когда объем силиконового масла равен объему внутренней оболочки, поэтому момент возникновения можно получить путем расчета мгновенной скорости заполнения силиконовым маслом.

Мгновенная скорость наполнения:

В приведенном выше CL — мгновенная скорость заполнения маслом; Vs – мгновенный объем масла.

Скорость наполнения маслом составляет почти 100%, когда возникает явление горба, а именно, CL = 1. Таким образом, триггерная температура: На рис. 6 видно, что при определенной разнице скоростей рост давления был нелинейным. Чем больше была разница скоростей, тем быстрее она возрастала.

Проведено моделирование всего рабочего процесса (от начала до горба) ВК на основе предложенной модели; кривая моделирования показана на рис. 7. Кривая крутящего момента от 0 с до 30 с на рис. 7 аналогична кривой на рис. 5. Она отражает, что из-за наличия разницы скоростей температура силиконового масла увеличилась. и вязкость уменьшилась, что привело к снижению крутящего момента сдвига. Затем крутящий момент начал увеличиваться через 30 с, потому что непрерывное накопление тепла сильно повышало температуру, что увеличивало объем и повышало внутреннее давление, поэтому крутящий момент увеличивался постепенно, а затем с возрастающей скоростью. Наконец, явление горба произошло на 76-й секунде, когда пиковый крутящий момент приблизился к 700 Нм.

5. Испытание рабочих характеристик ВК

Для проверки рабочих характеристик ВК была разработана и изготовлена УНКД, которая устанавливает ВК и дифференциал в одном корпусе. Схема сборки и структура показаны на рис. 8.

Проведены испытания рабочих характеристик VLSD. Реальные условия испытательного поля показаны на рисунке 9. Входная скорость оси составляла 1500 об/мин, а разница скоростей двух выходов оставалась равной 400 об/мин. Момент повышенного трения VLSD в ходе испытаний показан на рис. 10.9.0003

Как показано на рис. 10, крутящий момент ограниченного проскальзывания немного уменьшился в течение первых 30 с испытания. Затем тенденция к увеличению быстро нарастала и достигла 200 Нм за 60 с. Крутящий момент ограниченного проскальзывания достиг максимума примерно через 76 с, когда пиковое значение составляло около 680 Нм.

При сравнении двух кривых на рисунке 10, за исключением некоторых различий между 40 с и 70 с, тенденции кривых крутящего момента согласуются друг с другом, а время возникновения явления горба и пиковое значение крутящего момента в основном совпадают. то же самое на двух кривых. Таким образом, точность расчетной модели, установленной в данной работе, проверена. Основная причина различий заключается в том, что пластины в ВК подвижны во время работы, что не учитывалось в расчетной модели. Этот недостаток заслуживает дальнейшего изучения.

6. Выводы

Повышение температуры силиконового масла лежит в основе изменения рабочих характеристик ВК. Предложена модель теплообмена ВК на основе термодинамической теории. Рассчитаны коэффициент теплопередачи и мощность теплопередачи каждой теплопередающей части. Получен метод расчета теплоты, поглощенной силиконовым маслом, и изменения температуры силиконового масла. Это теоретическая основа для анализа рабочих характеристик VC в режиме реального времени. Первоначально был предложен метод расчета рабочей характеристики ВК в режиме реального времени, учитывающий изменение температуры и давления. Моделирование проводилось на основе расчетной модели. Был изготовлен прототип самоблокирующегося дифференциала с ВК и проведены испытания рабочих характеристик, в частности для определения рабочих характеристик явления горба. Результат теста и результат моделирования модели были хорошо согласованы, что подтверждает точность модели. Однако ограничения упрощенной модели ВК и игнорирование подвижных плит внесли некоторые ошибки в моделирование, которое необходимо исправить в будущем. Дорожные испытания автомобилей, оснащенных VLSD, могут стать еще одним интересным исследованием в будущем.

Авторские вклады

Концептуализация, LJ и XP; методология, ЖЖ и ХП; программное обеспечение, LJ и XP; валидация, LJ и BC; формальный анализ, Д.В.; курирование данных, DG; письмо, XP; надзор, LJ; администрация проекта, L.J. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получило внешнего финансирования.

Заявление Институционального контрольного совета

Неприменимо.

Заявление об информированном согласии

Неприменимо.

Заявление о доступности данных

Неприменимо.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

Мохан, С.К. Комплексная теория работы вязкостной муфты. В материалах Всемирного конгресса SAE, Детройт, Мичиган, США, 8–11 марта 2004 г. [Google Scholar]
Пешке, В. Вискомуфта в трансмиссии полноприводного автомобиля. В материалах Международного конгресса и выставки, Детройт, Мичиган, США, 24–28 февраля 1986. [Google Scholar]
Hoeck, M.; Гаш, К. Влияние различных конфигураций трансмиссии 4WD на управляемость и сцепление с поверхностями с низким коэффициентом трения. В Proceedings of the International Congress and Exposition, Детройт, Мичиган, США, 1–4 марта 1999 г. [Google Scholar]
Huchtkoetter, H.; Кляйн, Х. Влияние различных самоблокирующихся дифференциалов в переднеприводных автомобилях на управляемость и сцепление с дорогой. В материалах Международного конгресса и выставки, Детройт, Мичиган, США, 26–29.Февраль 1996 г. [Google Scholar]
Shojaeefard, M.H.; Талебитути, Р .; Сатри, С.Ю. Оптимальный расчет передаточного числа 1-й передачи для полноприводных автомобилей на основе динамического поведения автомобиля. Доп. мех. англ. 2015 , 5, 953–956. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
«> Jin, L.Q. Исследование управляемости и устойчивости заднеприводного автомобиля с самоблокирующимся дифференциалом. Магистерская диссертация, Цзилиньский университет, Чанчунь, Китай, 2002 г. [Google Scholar]
Takemura, T.; Ниикура, Ю. Анализ характеристик передачи крутящего момента вязкостной муфтой и явление горбов. В материалах Международного конгресса и выставки, Детройт, Мичиган, США, 26 февраля – 2 марта 1990. [Google Scholar]
Предеску А. Новые аспекты теплового поведения вязкостной муфты. В материалах Международной конференции по трибологии, Крагуевац, Сербия и Черногория, 15–18 июня 2005 г. [Google Scholar]
Yasuhiro, N.; Тоджи, Т. Анализ характеристик передачи крутящего момента вязкостными муфтами. Междунар. Дж. Вех. Дес. 1991 , 12, 79–88. [Google Scholar]
Аоки К.; Симидзу, М .; Юхаши, Ю.; Накаяма, Ю. Исследование характеристик вязкостной муфты. Транс. Япония. соц. мех. англ. Б 1989 , 55, 1781–1784. [Google Scholar] [CrossRef]
Maretzke, J.; Рихтер, Б. Направленное управление полноприводными легковыми автомобилями — исследование с помощью компьютерного моделирования. В Proceedings of the Passenger Car Meeting & Exposition, Дирборн, Мичиган, США, 22–25 сентября 1986 г. [Google Scholar]
Takasaki, T.; Мимуро, Ю.; Юхаши Ю. Экспериментальное исследование вязкостных характеристик высоковязких силиконовых жидкостей и метод их измерения для вязкостной муфты. In Proceedings of the JSAE Spring Convention Proceedings, Токио, Япония, 25-19 апреля.90; стр. 405–408. [Google Scholar]
Gradu, M. Муфта смещения крутящего момента для приложений полного привода. В Proceedings of the SAE World Congress, Detroit, MI, USA, 3–6 марта 2003 г. [Google Scholar]
Taureg, I.H.; Хорст, Дж. Индуцированное усиление крутящего момента в вязкостной муфте. В Proceedings of the International Congress and Exposition, Детройт, Мичиган, США, 26 февраля — 2 марта 1990 г. [Google Scholar]

Рис. 1. Связь между константой А и вязкостью силиконового масла.

Рисунок 1. Связь между константой А и вязкостью силиконового масла.

Рисунок 2. Упрощенная структура ВК.

Рисунок 3. Модель теплообмена для ВК.

Рисунок 4. Внутренняя температура ВК.

Рисунок 5. Момент ограниченного проскальзывания VC.

Рисунок 6. Изменение внутреннего давления при разных скоростях.

Рисунок 7. Результат моделирования рабочего процесса ВК.

Рис. 7. Результат моделирования рабочего процесса ВК.

Рисунок 8. Прототип VLSD.

Рис. 8. Прототип VLSD.

Рисунок 9. Поле испытаний VLSD.

Рис. 9. Поле испытаний VLSD.

Рисунок 10. Момент повышенного трения в моделировании и тесте.

Рис. 10. Момент повышенного трения в моделировании и тесте.

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и институциональной принадлежности.

© 2021 авторами. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

принцип действия и устройство

Сейчас большую популярность на автомобильном рынке получили кроссоверы. Они бывают как полными, так и моноприводными. Он связан с таким устройством, как вискомуфта. Принцип работы агрегата — далее в нашей статье.

Характеристики

Итак, что это за элемент? Вискомуфта представляет собой автоматический механизм передачи крутящего момента с помощью специальных жидкостей. Следует отметить, что принцип работы вискомуфты полного привода и вентилятора одинаков. Таким образом, крутящий момент на оба элемента передается через рабочую жидкость. Ниже мы рассмотрим, что это такое.

Что внутри?

Внутри сцепления используется жидкость на силиконовой основе. Он имеет особые свойства. Если его не вращать и не нагревать, он остается в жидком состоянии. Как только энергия крутящего момента, он расширяется и становится очень плотным. При повышении температуры он похож на застывший клей. Как только температура падает, вещество превращается в жидкость. Кстати, она прикрыта на весь период эксплуатации.

Как это работает?

Какой продукт называется принципом работы «вязкостной муфты»? Последовательность действий аналогична гидротрансформаторной автоматической коробке передач. Здесь также крутящий момент передается с помощью жидкостей (но только через трансмиссионное масло). Вискоза бывает двух видов. Ниже мы их рассмотрим.

Рабочее колесо первого типа

Включает закрытый металлический корпус. Принцип работы вискомуфты (в том числе с вентиляторным охлаждением) заключается в воздействии на два турбинных колеса. Они расположены друг напротив друга. Один на главном валу, второй — на ведомом. Корпус заполнен жидкостью на силиконовой основе. При вращении валов с одинаковой частотой происходит перемешивание состава. Но как только появляется проскальзывание, температура внутри корпуса повышается. Жидкость становится гуще. Таким образом, ведущее турбинное колесо входит в зацепление с осью. Подключен полный привод. Как только автомобиль съезжает с дороги, скорость вращения крыльчатки меняется на обратную. С понижением температуры плотность жидкости уменьшается. У машины отключается полный привод.

Второй тип: диск

Также имеет закрытый корпус. Однако, в отличие от первого типа, на ведущем и ведомом валах имеется группа плоских дисков. Каков принцип работы вискомуфты? Диски вращаются в силиконовой жидкости. Как только температура повышается, он расширяется и выталкивает эти элементы. Сцепление начинает передавать крутящий момент на вторую ось. Происходит это только в том случае, когда машина заглохла и отличается частота вращения колеса (пока одни стоят, второй заглох). Оба типа используются автоматической электронной системой. Устройство работает от энергии вращения. Поэтому вискомуфта вентилятора с приводом на колеса имеет длительный срок службы.

Где?

Во-первых, обратите внимание на элемент, используемый в системе охлаждения двигателя. Принцип работы вискомуфты вентилятора основан на работе коленчатого вала. Сама муфта установлена на штоке и имеет ременной привод. Чем выше обороты коленчатого вала, тем больше прогревается жидкость в сцеплении. Таким образом, связь стала тяжелее, стал крутиться вентилятор, охлаждающий двигатель и радиатор. С падением оборотов и уменьшением температуры гидромуфты прекращается. Следует отметить, что вентилятор с вязкостной муфтой больше не используется. В современных двигателях используется электронное рабочее колесо с датчиком температуры охлаждающей жидкости. Они больше не связаны с коленчатым валом и работают отдельно от него.

Полный привод и вискомуфта

Принцип работы тот же, что и у вентилятора. Однако предмет размещается в моторном отсеке и под автомобилем. И, в отличие от первого типа, вискомуфта полного привода не теряет своей популярности. Сейчас его устанавливают на многие кроссоверы и внедорожники с отключаемым приводом. Некоторые используют электромеханические аналоги. Но они намного дороже и менее практичны. Среди достойных конкурентов следует отметить разве что механический замок, который есть на «Ниве» и «Лайте». Но из-за урбанизации производители отказались от этого замка, жестко связывающего обе оси и повышающего проходимость автомобиля. Водитель может выбрать, когда ему нужен полный привод. При желании проехать по бездорожью «внедорожник» быстро застрянет, а после пробуксовки у него работает задняя ось. Но из сильной грязи он не поможет.

Преимущества

Рассмотрим положительные стороны вискомуфты:

Простота конструкции. Внутри используется лишь несколько рабочих колес или дисков. И все это работает без электроники, за счет физического расширения жидкости.
Низкая стоимость. Благодаря простой конструкции вискомуфта не влияет на стоимость автомобиля (если говорить о выборе «полного привода»).
Надежность. Муфта имеет прочный корпус, выдерживающий давление до 20 килограммов на квадратный сантиметр. Фиксируется на весь срок службы и требует периодической замены жидкости.
Может работать в любых дорожных условиях. Не скользит по грязи и при езде по снегу. Температура наружного воздуха не имеет значения для нагрева рабочей жидкости.

Недостатки

Стоит отметить отсутствие ремонтопригодности. Вискомуфта устанавливается навсегда. А если он вышел из строя (например, из-за механической деформации), то меняется целиком. Также автолюбители жалуются на невозможность подключить полный привод самостоятельно. Муфта вводит в зацепление вторую ось только тогда, когда автомобиль уже «похоронен». Это позволяет машине легко преодолевать грязевые или снежные препятствия. Следующий недостаток – низкий дорожный просвет. Для узла требуется большой корпус. А если использовать маленькую вискомуфту, то она не будет передавать нужную крутящую нагрузку. И последнее — боязнь перегрева. Долго проскальзывать на полном приводе невозможно. В противном случае существует риск повреждения вискомуфты. Поэтому такой тип «нечестной» езды не приветствуется любителями бездорожья. При длительном использовании узел просто заклинивал.

Заключение

Вот мы и узнали как работает вискомуфта полного привода и вентилятор. Как видите, агрегат за счет специальной жидкости может передавать крутящий момент в нужный момент без каких-либо дополнительных датчиков и систем. Это очень полезное изобретение.

AR: https://tostpost.com/ar/cars/20571-viscous-coupling-principle-of-operation-and-device.html

БЫТЬ: https://tostpost.com/be/a-tamab-l/38213-viskomufta-pryncyp-pracy-prylada.html

Германия: https://tostpost.com/de/autos/37808-z-hfl-ssige-kupplung-arbeitsweise-und-ger-t.html

ES: https://tostpost.com/es/coches/37604-viskomufta-principio-de-funcionamiento-y-el-dispositivo.html

Привет: https://tostpost.com/hi/cars/22243-viscous-coupling-principle-of-operation-and-device.html

JA: https://tostpost.com/ja/cars/20216-viscous-coupling-principle-of-operation-and-device.html

КК: https://tostpost.com/kk/avtomobil-der/38621-viskomufta-zh-mys-steu-princip-zh-ne-ryl-ysy.html

PL: https://tostpost.com/pl/samochody/40180-sprz-g-o-wiskotyczne-zasada-dzia-ania-i-urz-dzenie.html

PT: https://tostpost.com/pt/carros/39821-acoplamento-viscoso-o-princ-pio-de-funcionamento-de-um-dispositivo-de. html

TR: https://tostpost.com/tr/arabalar/35073-viskoz-ba-lant-birimi-al-ma-prensibi-ve-cihaz.html

Великобритания: https://tostpost.com/uk/avtomob-l/39014-v-skomufta-princip-roboti-pristr-y.html

ZH: https://tostpost.com/zh/cars/31104-viscous-coupling-principle-of-operation-and-device.html

Как работают вязкостные дифференциалы повышенного трения

LSD популярны из-за их способности передавать больший крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением (аналогично заблокированному дифференциалу), а также позволяют использовать разные скорости между двумя ведущими колесами (аналогично открытому дифференциалу). Вот как они работают

Напомнить позже

Перед тем, как понять, как работают вязкостные дифференциалы повышенного трения, необходимо ознакомиться с терминологией (см. иллюстрацию ниже). Как это обычно бывает, многие термины имеют альтернативные названия; Я просто выбрал термины, которые обычно используются и просты для понимания.

Шестерня

Шестерня вращает зубчатый венец и связана (прямо или косвенно) с выходом трансмиссии, таким образом, она передает крутящий момент на дифференциал.

Зубчатый венец

Зубчатый венец зацеплен с шестерней, поэтому он вращает корпус дифференциала. Он концентричен с выходными валами и ведущими шестернями.

Вискомуфта

Вискомуфта очень похожа на многодисковую муфту, в которой чередуются фрикционные диски и пластины, которые могут вращаться по отдельности. Фрикционные диски будут прикреплены шлицами к одному из выходных валов (или к обоим, как показано ниже, хотя это более характерно для одиночной муфты). Пластины между фрикционными дисками будут вращаться вместе с корпусом дифференциала, поэтому два компонента могут вращаться по отдельности. Эта муфта находится в вязкой жидкости (масле), отсюда и название.

Боковая/ведущая шестерня

Эти шестерни находятся на концах приводных валов (показаны синим цветом ниже) и сцепляются с зубчатыми колесами, таким образом передавая крутящий момент от вращения дифференциала на ведомые колеса.

Вал привода/оси

Соединяются с ведущими шестернями и являются выходными валами дифференциала, передающими крутящий момент на ведущие колеса.

Шестерня крестовины

Шестерни крестовины (обозначены зеленым цветом ниже) входят в зацепление с ведущими шестернями, однако они вращаются вместе с корпусом дифференциала. Они находятся на подшипниках вокруг вала-шестерни, что позволяет им свободно вращаться вокруг оси вала-шестерни.

Вал-шестерня

Вал-шестерня (разделенный на два отдельных вала ниже) удерживает крестовину на месте. Этот вал соединен с корпусом дифференциала, поэтому шестерни крестовины вращаются вместе с корпусом.

Корпус/корпус дифференциала

Корпус удерживает внутри муфту, ведущие шестерни оси, вал-шестерню и крестовину. Он вращается вместе с зубчатым венцом.

Чтобы понять, как это работает, сначала давайте посмотрим на порядок, в котором передается крутящий момент.

1. Крутящий момент передается на выходной вал коробки передач, где он затем передается от шестерни к зубчатому венцу.
2. Зубчатый венец вращает корпус дифференциала, передавая крутящий момент через вал-шестерню.
3. Вал-шестерня вращает крестовину, передавая крутящий момент от вала-шестерни на ведущие шестерни.
4. Крутящий момент передается от ведущих шестерен через полуоси на ведущие колеса.

О вискомуфте и ее работе. Легче всего это понять, рассмотрев сценарий, когда одно из ведущих колес имеет ограниченное сцепление с дорогой (представим, что оно на льду), а другое ведущее колесо имеет большое сцепление с дорогой (на асфальте). При открытом дифференциале крутящий момент равномерно распределяется между двумя колесами (50/50). Поскольку колесо на льду не может обеспечить большой крутящий момент, другое колесо также будет иметь ограниченный крутящий момент, и часто автомобиль не сможет разогнаться (вот почему заблокированные дифференциалы так распространены на внедорожниках). С LSD вы можете передавать больше крутящего момента на колесо с большей тягой.

Источник изображения: http://www.driftworks.com/

Вот как это работает:

1. Когда одно ведущее колесо находится на льду (скажем, правое колесо), а другое на асфальте, колесо на льду начнет скользить (вращаться) при нажатии на педаль газа.
2. Поскольку колесо на асфальте имеет большее сцепление, оно не будет пробуксовывать.
3. Когда колесо на льду начнет пробуксовывать, корпус дифференциала (и, следовательно, пластины вискомуфты) начнут вращаться, а фрикционные диски, соединенные с левым выходным валом, останутся неподвижными (или с меньшей скоростью вращение).
4. Когда это происходит, жидкость внутри муфты начинает нагреваться и вращаться вместе с корпусом дифференциала. Трение между этой жидкостью и неподвижными/медленно движущимися фрикционными дисками заставляет фрикционные диски вращаться с большей скоростью.
5. При приближении скорости вращения левого выходного вала к правому выходному валу дифференциал действует как заблокированный дифференциал, и, таким образом, на колесо с большей тягой будет передаваться больший крутящий момент.
6. Это удобно в любом случае, когда начинает происходить проскальзывание шин, что снижает общий крутящий момент, который может быть передан земле.

Вот четырехминутный видеоролик о том, как они работают:

Ознакомьтесь с другими статьями от Engineering Explained.

Вискомуфта: принцип действия и устройство

Сейчас кроссоверы стали очень популярны на автомобильном рынке. Они бывают как с полным, так и с одинарным приводом. Он связан с таким устройством, как вискомуфта. Принцип работы агрегата — далее в этой статье.

Характеристика

Итак, что это за элемент? Вискомуфта – это автоматический механизм передачи крутящего момента посредством специальных жидкостей. Стоит отметить, что принцип работы вискомуфты с полным приводом и вентилятором одинаков. Таким образом, крутящий момент на оба элемента передается посредством рабочего тела. Ниже мы рассмотрим, что это такое.

Что внутри?

Внутри картера сцепления используется жидкость на силиконовой основе. Он имеет особые свойства. Если его не вращать и не нагревать, он остается в жидком состоянии. Как только поступает энергия крутящего момента, он расширяется и становится очень плотным. При повышении температуры он выглядит как застывший клей. Как только температура падает, вещество становится жидкостью. Кстати, он заполняется на весь период эксплуатации.

Как это работает?

Что за изделие называется «вязкоуфта» по принципу действия? По алгоритму действий аналогичен гидротрансформатору автоматической коробки. Здесь тоже крутящий момент передается жидкостью (но только трансмиссионным маслом). Есть две разновидности вязкой. Ниже мы их рассмотрим.

Первый тип: крыльчатка

Имеет металлический корпус. Принцип работы вискомуфты (вентилятора охлаждения в том числе) заключается в работе двух турбинных колес. Они расположены друг напротив друга. Один на ведущем валу, второй на ведомом валу. Корпус заполнен жидкостью на силиконовой основе. Когда эти валы вращаются с одинаковой частотой, перемешивания состава не происходит. Но как только происходит скольжение, температура внутри корпуса повышается. Жидкость становится гуще. Таким образом, ведущее турбинное колесо входит в сцепление с осью. Подключается полный привод. Как только автомобиль выехал за пределы бездорожья, скорость вращения крыльчаток восстанавливается. С понижением температуры плотность жидкости уменьшается. В машине отключается полный привод.

Второй тип: диск

Здесь тоже есть закрытый кейс. Однако, в отличие от первого типа, на ведущем и ведомом валу имеется группа плоских дисков. Какой у этой вискомуфты принцип работы? Диски вращаются в силиконовой жидкости. Как только температура повышается, он расширяется и давит на эти элементы. Муфта начинает передавать крутящий момент на вторую ось. Происходит это только в том случае, когда машина заглохла и происходит разная частота вращения колес (пока одни стоят, вторые глохнут). Оба типа не используют автоматические электронные системы. Устройство работает на энергии вращения. Поэтому вискомуфта вентилятора и полный привод отличаются долгим сроком службы.

Где используется?

Во-первых, обратите внимание на элемент, который используется в системе охлаждения двигателя. Принцип работы вискомуфты вентилятора основан на работе коленчатого вала. Сама муфта крепится к стержню и имеет ременную передачу. Чем выше частота вращения коленчатого вала, тем больше нагревается жидкость в сцеплении. Таким образом, соединение стало более жестким, а элемент с вентилятором начал вращаться, охлаждая двигатель и радиатор. При падении скорости и падении температуры жидкости сцепление перестает работать. Стоит отметить, что вискомуфта вентилятора больше не используется. На современных двигателях используются электронные крыльчатки с датчиком температуры охлаждающей жидкости. Они больше не связаны с коленчатым валом и работают отдельно от него.

Полный привод и вискомуфта

Принцип работы такой же, как у вентилятора. Однако деталь размещена не в моторном отсеке, а под днищем автомобиля. И, в отличие от первого типа, вискомуфта с полным приводом не теряет своей популярности. Сейчас он устанавливается на многие кроссоверы и внедорожники с отключаемым приводом. Некоторые используют электромеханические аналоги. Но они намного дороже и менее практичны. Среди достойных конкурентов следует отметить механический замок, который есть на «Ниве» и «УАЗике». Но в связи с урбанизацией производители отказались от настоящего замка, жестко соединяющего обе оси и улучшающего проходимость автомобиля. Водитель сам может выбирать, когда ему нужен полный привод. Если вы хотите преодолеть бездорожье «паркетнику», он быстро застрянет и после перекоса у него заработает задняя ось. Но выбраться из сильной грязи ей не поможет.

Преимущества

Рассмотрим положительные стороны вискомуфты:

Простота конструкции. Внутри используется только несколько рабочих колес или дисков. И все это активируется без электроники, путем физического расширения жидкости.
Дешевизна. Благодаря простой конструкции вискомуфта практически не влияет на стоимость автомобиля (если это касается опции «полный привод»).
Надежность. Муфта имеет прочный корпус, выдерживающий давление до 20 килограммов на квадратный сантиметр. Он устанавливается на весь срок службы и не требует периодической замены рабочей жидкости.
Может работать в любых дорожных условиях. Не скользит по грязи и при езде по снегу. Внешняя температура не имеет значения для нагрева рабочего тела.

недостатки

Стоит отметить отсутствие ремонтопригодности. Вискомуфта установлена навсегда. А если он вышел из строя (например, из-за механических деформаций), то меняется целиком. Также автолюбители жалуются на отсутствие возможности подключить сам полный привод. Муфта вводит вторую ось в зацепление только тогда, когда автомобиль уже «похоронен». Это не позволяет машине легко преодолевать грязевые или снежные препятствия. Следующий минус – низкий дорожный просвет. Для агрегата требуется большой корпус. А если использовать маленькую вискомуфту, то она не передаст нужное крутящее усилие. И последний недостаток — боязнь перегрева. Долго пробуксовывать на полном приводе нельзя. В противном случае есть риск вывести из строя вязкостную. Поэтому такой тип «нечестной» езды не приветствуется любителями бездорожья. При длительных нагрузках узел просто заедает.

Заключение

Итак, мы выяснили, как работает вискомуфта полного привода и вентилятор. Как видите, устройство благодаря специальной жидкости может передавать крутящий момент в нужный момент без привлечения дополнительных датчиков и систем. Это очень полезное изобретение.

Висковеркштат Керн

История

Еще в 1917 году американский изобретатель Мелвин Л. Севери получил патент на вязкостную гидромуфту. Однако в то время единственными доступными маслами были вязкие масла минерального происхождения, которые плохо подходили для передачи высоких крутящих моментов. Это связано с тем, что, с одной стороны, вязкость уменьшается при повышении температуры, а с другой стороны, более высокие температуры вызывают распад.

Только чудеса современной химии сделали возможным прорыв этой идеи. Теперь силиконовое масло можно было производить синтетическим путем. Поэтому была доступна жидкость, устойчивая к самым высоким температурам, а также очень мало теряющая свою вязкость при нагревании. Тем не менее, использование силиконового масла в лучшем случае является компромиссным решением, так как его псевдопластичность на самом деле нежелательна.

Таким образом, более высокие разности скоростей вращения (скорости сдвига) вызывают очевидное снижение вязкости, за которым следует регрессивное увеличение передаваемого приводного крутящего момента. Противоположное поведение, называемое «дилатантным», было бы идеальным для использования в вязкостной муфте. К сожалению, не существует известных дилатантных жидкостей, которые реагируют так же химически стабильно, как силиконовое масло, при использовании при особых нагрузках вязкостной муфты.

Основная идея была снова подхвачена компанией «Harry Ferguson Developments» в 70-х годах, и родилась современная вязкостная муфта, использующая силиконовое масло в качестве передающей среды. В автомобильной промышленности вязкостная муфта впервые использовалась в основном в качестве преобразователя крутящего момента, гасителя колебаний и вентилятора вязкостного охлаждения. В начале 80-х после многочисленных разработок были найдены новые применения в автомобилях с полным приводом:

Вискомуфта дифференциала повышенного трения (VLSD):
Блокировка дифференциала, чувствительная к скорости

Вязкостная трансмиссия:
Средний дифференциал и блокировка дифференциала между передним и задним мостом

Кстати, первым автомобилем с вязкостной трансмиссией был не VW-T3 Syncro, а AMC Eagle, который считается предшественником современных внедорожников. Выпускался с 1979 по 1987 год.

Функциональность

Вискомуфта по своей конструкции очень похожа на многодисковое сцепление (известное по мотоциклам). Единственное отличие состоит в том, что крутящий момент передается за счет силы сдвига жидкости, а не за счет механического трения.

Свободный внутренний объем вискомуфты примерно на 90% заполнен силиконовым маслом.

На самом деле, классифицировать силиконовое масло как «масло» довольно неправильно, потому что это слово заставляет вас думать о чем-то жирном или смазочном. Однако из-за слабых межмолекулярных сил несущая способность пленки силикон-стена довольно низкая, поэтому ее можно было бы назвать антисмазкой, особенно если смотреть на комбинацию материалов сталь-сталь.

Входной переменной для передаваемого крутящего момента в вязкостной муфте является исключительно изменяющаяся разность скоростей между двумя осями. Что касается поведения передачи, мы должны различать два разных режима. В принципе, вязкостная муфта сначала проходит через «вискозный режим» и может переключаться в так называемый «горбовой режим» в случае продолжительной нагрузки.

Вискоза-режим:

ТРЕНИЕ ЖИДКОСТИ

Когда корпус и полый вал вязкостной муфты вращаются с одинаковой скоростью, силиконовое масло не подвергается вязкостному сопротивлению. Это связано с тем, что внешние пластины в корпусе соединены с задней осью, а внутренние пластины с передней осью. На практике этот режим никогда не достигается, т.к. постоянно возникают небольшие перепады скорости вращения во время движения (пробуксовка шин, повороты, незначительные различия в размере шин и т.д.).

Как только внешняя и внутренняя пластины вращаются с разной скоростью, сцепление вызывает внутреннее трение внутри молекул силиконового масла, которое пытается снова уравнять дифференциальную скорость. В этом процессе силиконовое масло подвергается воздействию дополнительных сил сдвига в отверстиях и щелях между пластинами, которые вращаются относительно друг друга.

Силиконовые масла являются псевдопластичными жидкостями, что означает, что их вязкость уменьшается с увеличением напряжения сдвига. Это приводит к отклонению трансмиссии в крутящем моменте. Передаваемый крутящий момент зависит главным образом от мгновенной вязкости силиконового масла и геометрии набора пластин.

Тогда снова мгновенная вязкость зависит от базовой вязкости, температуры и напряжения сдвига.

Горбовой режим:

ТВЕРДОЕ ТРЕНИЕ

Внутреннее трение, возникающее в режиме вискозы, заставляет силиконовое масло нагреваться. Так как силиконовые масла обладают высоким тепловым расширением (примерно в 40 раз больше, чем у алюминия), внутри герметичной вискомуфты повышается внутреннее давление. Во время этого процесса в основном степень наполнения (например, 90%) вязкостной муфты, которая влияет на скорость увеличения давления. Таким образом, в случае постоянной дифференциальной скорости содержащийся воздух сжимается все больше и больше и создает раствор с силиконовым маслом, пока не будет достигнут эффективный уровень заполнения 100%. В этом состоянии внутреннее давление резко возрастает, так что дальнейший ввод энергии может разрушить вязкостную муфту, которая рассчитана на максимальное внутреннее давление ок. 100 бар. Это приводит к тому, что вязкостная муфта переходит в горбовой режим.

В прошлом считалось, что эффект горба связан с дилатантным поведением силиконового масла. Однако эффект горба не имеет ничего общего с внезапными изменениями вязкости, поскольку силиконовое масло является не дилатантным, а наоборот, псевдопластичным.

В действительности происходит несколько сложнее: из-за дестабилизирующего потока внутри вискомуфты создается неоднородное распределение давления. Это приводит к различным зазорам между пластинами. Решающее значение здесь имеет тип изготовления пластин: закругленная передняя кромка сверху и острые заусенцы снизу создаются штамповкой. Закругленная кромка работает как гидродинамический смазочный клин, на котором пластина плавает, а острый заусенец соскребает силикон с поверхности соседней пластины.

Если зазоры становятся слишком узкими, силиконовая пленка рвется, вызывая механическое трение между пластинами. Следовательно, передаваемый крутящий момент внезапно увеличивается, в результате чего дифференциальная скорость быстро снижается.

На дороге это означает, что застрявший автомобиль теперь можно либо высвободить, либо двигатель заглохнет. Температура падает, и вязкостная муфта возвращается в режим вязкости. Hump-режим предназначен для кратковременного увеличения тяги в экстремальных ситуациях, но также является конструктивным механизмом самозащиты муфты от перегрева.

Недостатки T3 VC

Подавляющее большинство старых вискомуфт Т3 при испытаниях показывают один и тот же дефект:
Чрезвычайная закалка.

Gebrochene Antriebswelle im VA-Getriebe

Эти чрезвычайно жесткие вязкостные муфты практически всегда находятся в горбовом режиме во время движения. Это связано с тем, что передний дифференциал обычно достигает температуры около 60 ° C, поэтому передний и задний мосты следует рассматривать как жестко связанные. Возникающие в результате напряжения в силовой передаче вызывают чрезмерное трение передних колес в крутых поворотах на сухом асфальте.

Это приводит не только к повышенному износу шин, но в худшем случае к повреждению коробки передач.

Однако это очень распространенное «экстремальное упрочнение» T3-Visco не является признаком старения, а является недостатком конструкции. Это специфическое чрезмерное затвердевание T3-Visco происходит только тогда, когда вязкостная муфта всасывает трансмиссионное масло из переднего дифференциала. Проблема «маслососа» была замечена в Steyr-Daimler-Puch (SDP) в конце 80-х годов, поэтому она также была исследована в дипломной работе.

Заключение, Дипломная работа, Таллер

Замечательный вывод состоял в следующем: при зимних температурах наружного воздуха в вискомуфте образуется статический вакуум из-за высокого теплового расширения силиконового масла. Этот вакуум усиливается во время запуска. Из-за вакуума вискомуфта всасывает порции трансмиссионного масла на фазе холодного хода и со временем выходит из строя. Эта проблема не зависит от пробега.

При эксплуатации на короткие расстояния чрезмерное затвердевание вязкостной муфты может произойти уже через 2000 км (около 1243 миль). Однако результаты этого расследования были получены слишком поздно, летом 19 г.90. Поэтому SDP не предпринимала никаких дальнейших усилий для решения проблемы.

Тестовая установка: Простая тестовая установка с манометром показывает серьезность проблемы.

На первом этапе к вязкостной муфте, заполненной при комнатной температуре 16°C (61°F), прикладывали избыточное давление 1 бар (14,5 фунт/кв. дюйм). Для проверки абсолютной герметичности установки вискомуфту погружали в водяную баню. Признаков течи не было.

На втором этапе моделировали вождение зимой, поместив вискомуфту на ночь в холодильник при арктических температурах -15°C (5°F).

В результате этого охлаждения манометр показывал резкое падение давления. Остаточное давление составляло 0,15 бар (2,18 фунтов на квадратный дюйм). Таким образом, разница температур в 31°C (56°F) уже вызывает падение статического давления на 0,85 бар (12,3 PSI). После повторного нагрева давление возвращается к 1 бару (14,5 фунтов на кв. дюйм).

Обычный метод заполнения при атмосферном давлении и комнатной температуре означает, таким образом, скрытую опасность непоправимого чрезмерного затвердевания вискомуфты зимой.

Наш подход: Для предотвращения «маслососа», вызванного разрежением, вискомуфта заполняется через специальный клапан 9.0825 .

Это позволяет создать в вискомуфте небольшое статическое избыточное давление. Кроме того, мы можем регулировать статическое давление в зависимости от температуры окружающей среды с помощью специального клапана.

По сравнению с заводской настройкой SDP в то время, сегодня нам нужно другое количество наполнения и скорректированная вязкость. Но с помощью стенда отработать эту модификацию вполне решаемая задача. 908:25

Недостатки T4 VC

Мягкая характеристика Хотя вискомуфта T4 Syncro не имеет конструктивных недостатков (в отличие от T3 Syncro), она часто работает на пределе своих возможностей, когда речь идет о пересеченной местности.
Заводская регулировка вискомуфты, которая передает примерно 400 Нм (при 10 об/мин), достаточна для обледенелых дорог зимой, но перенапряжена на пересеченной местности, такой как грязь, песок и глубокий снег.
Особенно тяжелые и тюнингованные автомобили страдают от длительной пробуксовки передних колес, пока задняя ось медленно не включается. Обычно один тогда уже застрял.

Стандартный VC с 400 Нм

Поэтому мы также предлагаем Sport-VC для тюнингованных и тяжелых автомобилей с ABS, которая реагирует намного быстрее, чем стандартная вискомуфта. 3 варианта (Standard, Sport, Super-Sport) подробно описаны в разделе часто задаваемых вопросов, чтобы упростить выбор автобуса для вашего автомобиля.
Фабрика и +25% (Спорт-ВК)

Factroy и +50% (Super Sport-VC)

Повышенная температура горба В отличие от быстро вращающейся вязкостной муфты T3 Syncro, T4 Syncro гораздо чаще использует функцию автоматической блокировки VC (Hump-mode) при движении по бездорожью. Возникающие пики высоких температур в Hump-режиме вызывают преждевременный износ силиконового масла. Что приводит к повышению температуры горба. С новой вискомуфтой температура Hump составляет около 40 °C. Из-за интенсивного использования силиконовое масло может изнашиваться, температура горба может подниматься до 80°С и выше.
Повышенная температура Hump может привести к тому, что автобус будет копаться в труднопроходимой местности, в то время как функция автоматической блокировки (режим Hump) срабатывает слишком поздно, когда задняя ось уже застряла. Вот почему мы тщательно устанавливаем температуру Hump на нижний предел допуска. Кроме того, мы наполняем вискомуфту инертным газом вместо обычного воздуха, чтобы повысить термостойкость силиконового масла.

Ржавая втулка вала Самый серьезный недостаток касается оголенной, малозаметной втулки вала на стальной крышке вискомуфты. Из-за суровых условий окружающей среды на днище автомобиля втулка вала имеет тенденцию ржаветь. Со временем коррозия сползает на кромки уплотнения вала, из-за чего часто начинается незамеченная утечка трансмиссионного масла из дифференциала. Кроме того, из-за вращения и центробежных сил трудно распознать постоянную потерю масла.
масляный шлам из-за повреждения уплотнения вала

Отсюда возникают многие повреждения заднего дифференциала. Практический опыт показал, что уровень масла в задних дифференциалах T4 Syncro почти всегда слишком низкий. В некоторых случаях дифференциалы были почти сухими.

Мы устранили этот недостаток, заменив стандартную втулку, подверженную ржавчине, на специально изготовленную для нас из нержавеющей стали. Поверхность втулки из нержавеющей стали дополнительно отшлифована и закалена по специальной технологии для предотвращения появления признаков нержавеющей стали.

втулки из нержавеющей стали

Срок службы

Steyr-Daimler-Puch протестировала долговечность вязкостной муфты T3 Syncro в дипломной работе при определенных условиях эксплуатации. Исследования показали, что срок службы вискомуфты зависит от дифференциальной скорости, потерь мощности и высоты горбатого момента. Однако в принципе мы должны различать две отдельные категории срока службы:

ВЯЗКАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ РАБОТА
Срок службы вязкостной муфты в режиме вязкости (жидкостное трение) в основном зависит от износостойкости силиконового масла, так как старение силиконового масла приводит к медленному затвердеванию вязкостной муфты. Следовательно, увеличение вязкости масла из-за окисления кислорода вызывает увеличение передаваемого крутящего момента с течением времени.

Однако такое нежелательное поведение можно наблюдать только при использовании вязкостных муфт, газовый пузырь которых состоит из обычного окружающего воздуха.

Все наши вискомуфты заполнены инертным газом. Это предотвратит постепенное загустевание силиконового масла из-за окисления.

СТАБИЛЬНОСТЬ ГОРКОВОГО ЦИКЛА
В режиме Hump пластины испытывают интенсивные механические и термические нагрузки. После определенного истирания пластины теряют способность инициировать горб. Горб-момент, который важен для самозащиты, больше не может быть достигнут. Это может привести к перегреву муфты, вызывая непрекращающийся рост внутреннего давления.

В случае вязкостной муфты T3 стальная крышка вздувается до того, как X-образные кольца выходят из строя, и из VC начинает вытекать силиконовая жидкость.

Вискомуфта вентилятора принцип работы — AvtoTachki

Что такое вискомуфта вентилятора

Где находится

Крепление муфты

Принцип работы вискомуфты

При холодных температурах

При рабочих температурах

К чему может привести неисправная вискомуфта

Причины поломки

Работа датчика вискомуфты

Видео: как проверить вискомуфту

Вопросы и ответы:

принцип работы, проверка и ремонт своими руками

Принцип работы устройства

Особенности механизма

Проверка вентилятора охлаждения

Решение проблемы своими руками

Другие проблемы

Особенности ремонтных работ

Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения уаз патриот

Суть проблемы

Минусы вискомуфты

Электровентилятор вместо вискомуфты: достоинства

Снятие вискомуфты

Установка

Назначение кожуха

Роль в системе охлаждения ДВС

Устройство

Свойства силиконового масла

Принцип работы

Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов

Почему вискомуфта вращается на холодную

Преимущества

Недостатки

Вязкостная муфта вентилятора маз

Роль в системе охлаждения ДВС

Устройство

Свойства силиконового масла

Принцип работы

Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов

Почему вискомуфта вращается на холодную

Преимущества

Недостатки

Работа вискомуфты вентилятора охлаждения

Для того, чтобы понять, как работает вязкостная муфта, нужно разобраться из чего она состоит.

Как проверить вязкостную муфту

Чтобы проверить, хорошо ли работает вентилятор и муфта, надо знать признаки неисправностей этих деталей:

Причины выхода из строя или плохой работы вискомуфты:

Преимущества и недостатки вентилятора с приводом через вязкостную муфту:

Минусы вискомуфты:

Ремонт вискомуфты своими руками

Чтобы установить вентилятор охлаждения ДВС с электроприводом, нужны следующие детали:

Как разобрать муфту

принцип работы, особенности и характеристики :: SYL.ru

Определение

Где она используется?

Что за жидкость внутри?

Варианты конструкций

Ресурс

Преимущества

Недостатки

Заключение

Похожие статьи

принцип работы, особенности и характеристики :: SYL.ru

Принцип работы устройства

Особенности механизма

Определение

Проверка вентилятора охлаждения

Решение проблемы своими руками

Другие проблемы

Варианты конструкций

Особенности ремонтных работ

Принцип действия вискомуфты

Что такое вискомуфта вентилятора

Принцип работы муфты в вентиляторе радиатора

Проверка работоспособности: основные принципы

Роль в системе охлаждения ДВС

Устройство

Как проверить вискомуфту