31Мар

Вискомуфты – , , , ,

Содержание

Вискомуфта — Энциклопедия журнала "За рулем"

Вискомуфта - вязкостная муфта, часть трансмиссии автомобиля, механизм передачи и выравнивания крутящего момента. В отличие от гидромуфты и гидротрансформатора в вискомуфте использован иной принцип действия. В этом устройстве крутящий момент передается не через динамические свойства потока жидкости, а с использованием вязкостных свойств жидкости, заполняющей внутреннее пространство вискомуфты. Применяется в качестве механизма автоматической блокировки дифференциала.

История изобретения

Вискомуфта была изобретена в 1917 году в США Мелвином Северном, но применения в то время не нашла. В 1964 году вискомуфта была впервые установлена в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала на автомобиле Interceptor FF английской компании Jensen. С середины 60-х годов вискомуфты нашли широкое применение в самоблокирующихся межколесных дифференциалах на легковых автомобилях с постоянным приводом на все колеса.

Устройство и принцип действия

Вискомуфта представляет собой пакет 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 располагаются выступы и отверстия. Пакет дисков сформирован таким образом, что ведомые и ведущие диски вискомуфты перемежаются и находятся друг от друга на предельно малом расстоянии.

Заполняющая внутреннюю полость корпуса муфты дилатантная жидкость, обычно на основе силикона (кремний-органическое вязкое вещество), обладает свойством сгущаться при интенсивном перемешивании. Помимо этого, у такой жидкости большой коэффициент расширения при нагреве, что повышает эффективность вискомуфты, поскольку при перемешивании возникает дополнительный эффект давления на диски муфты, которые под воздействием разогретой жидкости «склеиваются» (то есть прижимаются друг к другу расширяющейся жидкостью).
При равномерном движении ведущего и ведомого валов диски вискомуфты вращаются с одинаковой скоростью. Перемешивания жидкости не происходит, поэтому она не воздействует на пакет дисков. Как только один из валов начинает вращаться быстрей другого, диски пакета вискомуфты приходят во вращение относительно друг друга. Жидкость, заполняющая корпус муфты, интенсивно перемешивается, вязкость ее возрастает, возникающие силы трения между частицами жидкости стремятся уровнять угловые скорости дисков. При очень большой разности скоростей жидкость становится настолько вязкой, что приобретает свойства твердого вещества - вискомуфта, практически, блокируется, а крутящий момент, передаваемый от ведущего к ведомому валу через пластины пакета, достигает максимума.

Недостатки и преимущества вискомуфты

Свойства вязкости заполняющей вискомуфту жидкости зависят от интенсивности ее перемешивания, следовательно, от разницы угловых скоростей вращающихся дисков. Но линейной зависимости этих свойств нет, поэтому предугадать коэффициент торможения дисков муфты, невозможно. По этой причине самоблокирующиеся дифференциалы с вискомуфтой обладают невысокой эффективностью. Дифференциалы на основе вискомуфты (без применения свободного шестеренчатого дифференциала) в современных автомобилях не применяются вовсе - из-за низкой эффективности вискомуфт и из-за громоздкой конструкции. Поскольку эффективность вискомуфты зависит от диаметра дисков и объема заполняющей корпус жидкости, установка этого механизма увеличивает габариты ведущего моста и приводят к уменьшению клиренса автомобиля.

К преимуществам вискомуфты следует отнести простоту конструкции (при повышенных требованиях к точности производства - к примеру, корпус вискомуфты должен обеспечивать герметичность при повышении внутреннего давления до 15 атмосфер). Вискомуфты не требуют обслуживания на протяжение всего срока эксплуатации автомобиля. При неисправности вискомуфты ее заменяют новой.

Применение вискомуфт

Как осевой дифференциал вискомуфты на серийных автомобилях не использовались. В качестве механизма автоматической блокировки свободного шестеренчатого осевого дифференциала вискомуфты устанавливаются на некоторые легковые автомобили (примеры - Lancia Thema и Lancia Dedra 2000 Turbo). Основное же применение вискомуфт - установка в качестве межосевого самоблокирующегося дифференциала на легковые автомобили повышенной проходимости. Причем, вискомуфта может применяться как собственно самоблокирующийся дифференциал (примеры - Jeep Grand Cherokee, Range Rover HSE), так и в виде вспомогательного механизма автоблокировки, работающего вместе с шестеренчатым свободным дифференциалом.
Установка вискомуфты самый простой и недорогой способ синхронизации крутящего момента между двумя ведущими мостами - передним и задним. Поскольку разница крутящих моментов в обычных дорожных условиях невелика, эффективности и точности срабатывания вискомуфты бывает вполне достаточно, чтобы не допустить проскальзывания передних колес относительно задних (например, при движении автомобиля по сильно пересеченной местности, когда одна пара колес описывает дугу, огибая дорожное препятствие, а вторая в этот момент движется по прямой).

В данный момент автопроизводители повсеместно отказываются от использования вискомуфт, выбирая управляемые принудительно муфты Haldex, поскольку использовать вискомуфту с системой ABS проблематично.

wiki.zr.ru

Устройство и принцип работы вискомуфты вентилятора

В конструкции системы охлаждения автомобиля присутствует такой интересный механизм, как вискомуфта. На автомобильных форумах часто задают вопросы, связанные с этим механизмом. Мы сделали выводы о необходимости детального изучения этой темы.

Вискомуфта
Вискомуфта полного привода

Что собой представляет вискомуфта вентилятора

Под таким странным названием подразумевается особый механизм, на котором лежит функция избирательной передачи, определяющаяся внешними условиями и крутящим моментом. Муфта имеет вид герметичного корпуса. Внутри него располагаются диски, разбитые на два ряда. Один ряд дисков соединяется с ведомым валом, соответственно, второй ряд связан с ведущим. Конструкция механизма предусматривает возможность чередования дисков между собой. Их конструкция имеет отверстия и выступы.

Внутри вискомуфты имеется специальная жидкость с вязкой структурой, потому механизм часто называется вязкостным. Чаще всего для изготовления этого вещества используется силикон. Для жидкости характерны уникальные особенности, которые определяют её эффективное использование. Возможности этого вещества сводятся к следующему:

  • при увеличении интенсивности перемешивания возрастает показатель вязкости;
  • при нагреве повышается коэффициент расширения.

Такие особенности определяют принцип работы вискомуфты, который будет изучен дальше.

ВискомуфтаВискомуфта вентилятора охлаждения

Где находится вискомуфта

Этот механизм занимает место между радиатором охлаждения автомобиля и шкифом помпы. Он выполняет ряд важных функций:

  1. Контроль скорости вращения лопастей вентилятора, который охлаждает силовой агрегат автомобиля.
  2. Обеспечение эффективности работы двигателя благодаря активизации вентилятора в нужные моменты.
  3. Снижение нагрузки, которую испытывает силовой агрегат.

Муфта может крепиться на фланцевой вал, который, в свою очередь, устанавливается на шкив помпы. Также вал может навинчиваться на вал помпы. Дальше нужно разобраться с тем, как работает вискомуфта вентилятора охлаждения.

Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения

Знакомство с вискомуфтой вентилятора будет невозможным без изучения принципа работы этого механизма. Неопытному автомобилисту этот процесс может показаться сложным, хотя, на самом деле, всё устроено просто и понятно. Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения основан на функционировании биметаллического датчика. Он находится впереди вискозного вентилятора. Этот элемент реагирует на температуру, которая передаётся через радиатор системы охлаждения.

ВискомуфтаScania R-Series
  1. При низкой температуре чувствительный датчик заставляет клапан сжиматься. Это приводит к сохранению масла внутри вискомуфты в пределах резервуара. Муфта на вентиляторе дезактивируется и продолжает вращаться лишь на 20% от интенсивности вращения мотора.
  2. При повышении температуры до рабочего уровня датчик расширяется и заставляет клапан вращаться. Это приводит к перемещению масла по камере к внешним краям. Активизируется сцепление с вентилятором и скорость вращения муфты увеличивается с 20% до 80%.

При движении ТС с постоянной скоростью вращение дисков равномерное и не сопровождается перемешиванием масла между ними. При возникновении разницы между скоростями вращения валов (ведомого и ведущего) диски также начинают работать в разных режимах. Это приводит к увеличению вязкости силиконовой жидкости. В таком состоянии она оказывает воздействие на передачу крутящего момента.

При возникновении большой разницы между скоростями вращения дисков жидкость становится практически твёрдой, что приводит к блокированию вискомуфты. Устройство вискомуфты вентилятора изучили, теперь необходимо научиться проверять исправность работы этого механизма.

Как проверить вязкостную муфту

Работоспособность вискомуфты вентилятора нужно проверять на холодном и горячем силовом агрегате. Об этом свидетельствуют эксплуатационные пособия по ремонту ТС. При холодном моторе перегазовка не будет менять частоту вращений муфты. В случае с горячим мотором этот показатель будет сильно возрастать.

Также обязательно проверяется продольный люфт, при выявлении которого придётся выполнять работы по его устранению. Наличие посторонних звуков во время вращения муфты будет говорить о неисправности подшипников.

Основные причины неисправности

Механизм может выходить из строя по нескольким причинам. Мы выделили основные и наиболее распространённые:

  • использование шин различного размера, которые также имеют разный уровень изношенности;
  • утечка жидкости с муфты;
  • износ деталей в результате интенсивной эксплуатации, воздействия агрессивных факторов и высокой температуры;
  • неправильное выравнивание приводного механизма;
  • утрата свойств биметаллического датчика, что может наступать в результате поверхностного окисления и застревания муфты;
  • неисправное состояние подшипника.
ВискомуфтаВпускная вискомуфта автомобиля Infiniti

Признаки неисправности

Первым и главным признаком, который может свидетельствовать о неисправном состоянии вискомуфты, является чрезмерный нагрев мотора. Такая ситуация может возникать в результате утечки жидкости или отсутствия своевременного срабатывания биметрической пластины. Температура мотора повышается, а вентилятор не работает вовсе или функционирует на низких оборотах, следовательно, не обеспечивается охлаждение агрегата.

Бывает и так, что при холодном двигателе вентилятор вращается на полную силу. Такая ситуация может возникать из-за испорченного геля, поломки ряда узлов механизма или превращения смазки в твёрдую субстанцию.

К чему может привести неисправная вискомуфта

Рабочий запас вискомуфты в среднем составляет 200 тыс. км. После этого механизм требует к себе повышенного внимания. Нужно постоянно контролировать момент её срабатывания, особенно летом. Также требуется проверять рабочую температуру мотора в пробках. Если отмечаются значения, близкие к критическим, то придётся всерьёз заниматься вискомуфтой. Новая деталь стоит немало, да и найти нужную модель часто не представляется возможным. Потому многие автовладельцы решаются на установку электрической системы. В любом случае, игнорировать такую ситуацию нельзя, поскольку можно столкнуться со следующими неприятностями:

Каждый из вас предупреждён об опасности, которую несёт в себе неисправная вискомуфта вентилятора системы охлаждения автомобиля. Не стоит пренебрегать проверкой и устранением неисправностей, в противном случае можно столкнуться с очень дорогим и трудоёмким ремонтом двигателя.

drivertip.ru

Вискомуфта подробно — Энциклопедия журнала "За рулем"

Когда удалось синтезировать одну из разновидностей силиконовой (кремнийорганической) жидкости, мало кто мог предположить, что она вызовет настоящую революцию в автомобильных трансмиссиях. У подавляющего большинства известных нам жидкостей с ростом температуры вязкость уменьшается. А эта ведет себя как газ — при нагреве становится более вязкой. Английская фирма «Фергюсон», которая специализируется на трансмиссиях для полноприводных автомобилей, исследовала разнообразные конструкции межосевых и межколесных дифференциалов механического типа. Но сколь бы хитроумными ни были воплощенные в них технические решения, почти у каждого обнаруживались недостатки. Трудность заключалась в необходимости сочетать два свойства: возможность вращения выходных валов механизма с разными скоростями и в то же время способность перераспределять передаваемый на них крутящий момент пропорционально сопротивлению вращению каждого из валов.
Идея дифференциала, работающего по принципу гидромуфты, не нова. Его практическое применение сдерживалось отсутствием жидкости с нужными физическими свойствами. Кремний-органические соединения, вернее одно из них, открыли путь в автомобильную технику так называемой вискомуфте, или гидравлической муфте с вязкой жидкостью.

Изменение передаваемого вискомуфтой крутящего момента (М) в зависимости от разницы в числе оборотов (Δn) ее дисков. Две кривые на графике соответствуют изменившейся в зависимости от температуры вязкости Θ силиконовой жидкости.

Чем больше взаимное проскальзывание движущихся в силиконовой жидкости пластин, тем больше возникающие между ними силы жидкостного трения. Вызванный этим трением нагрев сопровождается повышением вязкости жидкости, в результате чего сопротивление проскальзыванию пластин прогрессивно растет и одновременно увеличивается доля крутящего момента, передаваемого от одного вала такой гидромуфты к другому. Это явление иллюстрируется графиком: по горизонтали — разница в числах оборотов для валов вискомуфты, по вертикали — передаваемый «отстающему» валу крутящий момент. В конечном итоге наступает «блокировка» — сильно загустевшая жидкость как бы склеивает все пластины воедино.

Доля крутящего момента (%), передаваемого на задние ведущие колеса в зависимости от состояния дорожного покрытия:
А — все колеса на сухой дороге;
Б — передние ведущие колеса на льду;
В — все колеса на льду;
Г — задние ведущие колеса на льду.

Используя это свойство, можно, например, у переднеприводного автомобиля сделать ведущими также задние колеса (модификация «Синкро») и передавать к ним крутящий момент через вискомуфту. При движении по сухой дороге большая его часть будет направляться на передние колеса.
Однако, поскольку силиконовая жидкость достаточно вязка, даже без пробуксовки вращающихся элементов муфты на задние ведущие колеса (машина имеет постоянный, неотключенный привод на них) поступает 12—15% крутящего момента, развиваемого его двигателем (зона А на рис. 2).
Стоит передним колесам попасть на лед (зона Б), начинается их буксование, сопровождаемое резким усилением проскальзывания в вискомуфте. Почти мгновенно (через 0,2 секунды), но без рывка, она блокируется и автоматически перераспределяет крутящий момент в пропорции 77% на задние колеса и только 23% на передние.
Когда машина въезжает на обледенелую или покрытую жидкой грязью дорогу всеми четырьмя колесами (зона В), взаимное проскальзывание элементов муфты уменьшается (колеса пробуксовывают примерно одинаково) и доля крутящего момента, получаемого задними ведущими колесами, падает. Лишь только автомобиль передними ведущими колесами (зона Г) выходит на участок с высоким коэффициентом сцепления, муфта тут же передает на них около 85% крутящего момента.
Вискомуфта, в отличие от блокируемого межосевого дифференциала, действует плавно, без вмешательства водителя и, значит, не требуя от него навыков по выбору момента для включения блокировки. Она, бесспорно, способствует повышению безопасности движения. Кроме того, исключая работу двигателя в неблагоприятных в отношении расхода топлива режимах (с пробуксовкой ведущих колес), вискомуфта при езде на скользких дорогах экономит до 5% топлива.

Конструкция вискомуфты.
1 — вал привода к передним колесам;
2 — опорный подшипник;
4 — диск с отверстиями;
5 — диск с пазами;
9 — вал привода к задним колесам;
10 — шлицевая втулка;
11 — корпус муфты с внутренними шлицами;'

Простейший вариант такой муфты показан на рисунке. Здесь вал 1, связанный карданным валом с главной передачей передних ведущих колес, через шлицы соединен с корпусом 11. На внутренней поверхности его сделаны шлицы, с которыми через зубья соединен пакет тонких дисков, имеющих отверстия. В паре с этими дисками работает другой пакет дисков 5 с продольными пазами, который через шлицевую втулку 10 соединяется с валом 9 привода к задним колесам. Между дисками (их общее количество 59) обоих комплектов — зазоры от 0,2 до 0,4 мм. Отверстия и пазы создают дискам большую контактную поверхность с силиконовой жидкостью. Кстати, она занимает не весь объем, а 90%. Сделано это исходя из того, что при нагреве жидкость расширяется, полностью заполняя все зазоры между дисками, а имеющаяся воздушная подушка сжимается и оказывает давление на диски, уменьшая зазоры между ними. Схожую конструкцию имеет вискомуфта на Honda Civic Shuttle 4WD.

Конструкция вискомуфты Lancia Delta XF 4WD.
1 — вал привода к передним колесам;
2 — опорный подшипник;
3 — игольчатый подшипник;
4 — диск с отверстиями;
5 — диск с пазами;
6 — подшипниковая втулка;
7 — роликоподшипник;
8 — коническая шестерня привода к задним колесам;
9 — вал привода к задним колесам;
11 — корпус муфты с внутренними шлицами;
12 — картер.

У машин Lancia Delta XF 4WD и Lancia Prisma XF 4WD иное расположение и устройство вискомуфты. Она смонтирована в блоке с дифференциалом передних ведущих колес. Один ее вал 1 связан с крестовиной сателлитов этого механизма, другой прикреплен фланцем к конической шестерне 8, передающей вращение через карданный вал к задним ведущим колесам. Сама вискомуфта в этом случае сложнее. Помимо дополнительных игольчатого 3 и роликового 7 подшипников, более сложных по конфигурации деталей, таких, как вал 1, весь ее механизм заключен в картер 12, составленный из нескольких деталей. Планетарный редуктор, встроенный в трансмиссию «Лянча», передает 56% крутящего момента на передние колеса и 44% на задние. Таким образом, здесь вискомуфта, если можно так выразиться, имеет более «ограниченную власть».

Схема трансмиссии BMW 325 IX с приводом на все колеса
1 — вискомуфта;
2 — раздаточная коробка;
Полужирное начертание''3 — полуоси привода передних колес;
4 — дифференциал передних колес;
5 — карданный вал привода передних колес;
6 — карданный вал привода задних колес;
7 — дифференциал задних колес;
8 — полуоси привода задних колес.

В отличие от автомобилей, где полноприводная модификация выполнена на базе модели с передними ведущими колесами, BMW 325 IX развит из базовой модели с задними ведущими колесами. У него через вискомуфту постоянно подключен привод на передние ведущие колеса. И соответственно компоновке, при которой больше половины полной массы автомобиля приходится на задние колеса, раздаточная коробка в трансмиссии направляет у обеих моделей 64% крутящего момента к задним ведущим колесам. Интересно, что задний межколесный дифференциал заменен также вискомуфтой. Применение ее сводит к минимуму пробуксовку колес и потерю сцепления их на скользкой дороге, в частности на снегу и льду, упрощает управление машиной, способствует повышению средней скорости движения и некоторой экономии топлива.

Схема трансмиссии Lancia Delta XF 4WD с приводом на все колеса: 1 — вискомуфта;
3 — полуоси привода передних колес;
4 — дифференциал передних колес;
6 — карданный вал привода задних колес;
7 — дифференциал задних колес;
8 — полуоси привода задних колес.

wiki.zr.ru

устройство, принцип работы, неисправности. Как проверить вискомуфту охлаждеия радиатора

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.

Снижение температуры набегающего воздуха приводит к постепенному возврату биметаллической пластины в исходное положение. Соответственно, уменьшается проходное сечение впускных клапанов, жидкость перегоняется в резервную полость. Уменьшение коэффициента сцепления приводит к увеличению разницы частоты вращения приводного вала вискомуфты и корпуса – крыльчатка вентилятора замедляется.

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).

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

Многие сетуют на ненадежность вискомуфты, забывая, что система с электровентилятором также периодически нуждается в ремонте. Наиболее распространенная поломка – утечка рабочей жидкости. Несмотря на то что большинство муфт вязкостного типа неразборные, существуют проверенные технологии восстановления работоспособности системы. В случае износа поддается восстановлению и подшипник. Именно поэтому важно знать способы проверки и ремонта вискумуфты вентилятора радиатора.

autolirika.ru

Вискомуфта принцип работы

Работа многих изделий основывается на использовании, порой неожиданным образом, самых разных свойств привычных нам веществ. Примером этого может служить вискомуфта – специальное устройство, предназначенное для избирательной передачи, зависящей от внешних условий, крутящего момента. У таких изделий принцип работы основан на изменении вязкости залитой в него жидкости. Нельзя сказать, что они применяются чрезвычайно широко, например как МКПП, но и обойти стороной их использование было бы неправильно.

Принцип действия вискомуфты

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

устройство вискомуфты

Как видно из него, устройство вискомуфты представляет собой герметичный корпус, в котором располагаются два ряда дисков. Каждый из них связан или с ведомым, или с ведущим валом. Ведущие и ведомые диски перемежаются между собой, на каждом из них имеются специальные выступы и отверстия, а расстояние между их плоскостями минимальное.

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

Как работает вискомуфта в трансмиссии?

Одно из основных применений вискомуфты – в системе полного привода и трансмиссии вообще. Как это выглядит – поясняет рисунокполный привод

полный привод

Устройство полного привода с использованием вискомуфты основано на том, что задний мост подключается только при необходимости. В обычных условиях такой автомобиль является переднеприводным, но когда возникает разница в угловых скоростях вращения колес разных мостов, срабатывает вискомуфта, и момент начинает распределяться между различными мостами.

Фактически, это получается самоблокирующийся автоматический межосевой дифференциал. В такой ситуации, когда начинают пробуксовывать колеса, водителю не нужно предпринимать никакие действия. Однако стоит иметь в виду, что подобный подключаемый полный привод имеет ограниченное применение. Он хорошо работает на плохой дороге, при гололеде, в городе, но не подходит для настоящего бездорожья.

Причиной этого является запаздывание срабатывания вискомуфты при постоянной смене сцепления колес с покрытием, ее перегрев, и, в конце концов, выход из строя. Кроме обеспечения полного привода, подобное устройство может быть использовано для разгрузки колеса при прохождении поворотов. Понять, как происходит подобное, поможет рисуноквискомуфта полного привода

вискомуфта полного привода

В этом случае вискомуфта ставится на одном мосту между дифференциалом и одной из полуосей. При вхождении на большой скорости в поворот сцепление внутреннего колеса ухудшается, и оно начинает пробуксовывать. Благодаря вискомуфте момент перераспределяется между колесами, обеспечивая безопасное прохождение поворота.

Учитывая такую ответственную роль, которую играет вискомуфта в безопасности движения, а также что она работает в системе полного привода, зачастую требуется проверить ее текущее состояние и работоспособность. Какие для этого необходимо предпринять действия, а также дополнительную информацию о подобных изделиях вы получите из видео

Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения?

Кроме полного привода известны и другие варианты применения вискомуфты – вентилятор радиатора охлаждения может служить одним из таких примеров. Работа подобного устройства, наверное, не требует особого пояснения. В тех случаях, когда термостат пускает по большому кругу охлаждающую жидкость (ОЖ), она поступает в радиатор, и тогда же должно быть обеспечено включение вентилятора охлаждения. В другое время он должен быть выключен.

Добиться такого режима работы помогает вискомуфта вентилятора. Ее устройство похоже на приведенное выше, только корпус имеет дополнительные емкости для жидкости и оснащен клапаном, обеспечивающим перетекание жидкости. Все это показано на рисунке.устройство вискомуфты вентилятора

устройство вискомуфты вентилятора

Когда двигатель холодный, вращающиеся диски выдавливают жидкость через открытый клапан в резервную емкость. Сцепление между дисками плохое, и вискомуфта работает с сильным проскальзыванием, обдува радиатора нет, и мотор прогревается. Когда термостат направляет ОЖ в радиатор для охлаждения, он нагревается, теплый воздух от него попадает на биметаллическую пластину, расположенную впереди на корпусе вискомуфты, она выгибается, и вследствие этого перекрывается отверстие клапана.

Жидкости больше некуда уходить, и она остается между дисками, ее вязкость увеличивается, проскальзывание уменьшается, крыльчатка вентилятора блокируется на валу, и поток воздуха поступает на радиатор для его охлаждения. Это приводит к снижению температуры ОЖ, соответственно снижается температура воздуха, поступающего на биметаллическую пластину, она возвращается в исходное положение, открывается клапан, и жидкость выдавливается в резервную камеру.

В результате этого вискомуфта вентилятора перестает блокировать крыльчатку, она начинает проскальзывать, и процесс охлаждения радиатора прекращается. Таким образом, получается, что режим работы вентилятора охлаждения зависит от температуры ОЖ.

Просмотрев видео,

вы получите дополнительную информацию о работе такой системы.
Что же касается возможности проверить работу вискомуфты вентилятора, то здесь помощь окажет следующее видео

Эта процедура достаточно простая и понятная. Надо только отметить, что разборку вискомуфты не проводят, в случае если она неисправна, то подлежит только замене.

В работе вискомуфты используется такая характеристика жидкости, как вязкость. Благодаря ее изменению становится возможным реализовать различные режимы работы устройств, зависящие от внешних характеристик. Речь может идти как о создании полного привода, так и об охлаждении радиатора.

znanieavto.ru

принцип работы, замена подшипника вискомуфты вентилятора

Вискомуфта (вязкостная муфта) является по своей сути механическим устройством, передающим вращающий момент при помощи специальной жидкости. С конструктивной точки зрения такая часть автомобильной трансмиссии представлена несколькими очень близко расположенными и круглыми элементами пластинчатого типа с выступами и отверстиями. Внутри герметичного корпуса чередуются ведущие и ведомые пластины, погружённые в вязкую жидкость на основе силикона. Приводящийся в движение коленчатый вал передаёт свою энергию механическому устройству, что обеспечивает бесперебойную работу системы.

Конструктивные особенности

Вращение пластин в условиях идентичной частоты не вызывает значительного перемешивания частиц, что сопровождается передачей крутящего момента. Работоспособность обеспечивается наличием в муфте нескольких основных конструктивных элементов:

  • корпуса муфты с наличием внутренних шлицев;
  • приводного вала на передние колёса;
  • приводного вала на задние колёса;
  • опорного подшипника;
  • диска с отверстиями;
  • пазованного диска;
  • шлицевой втулки.

В простейших конструкциях устройство, связанное посредством карданного вала с главной передачей ведущих передних колёс, имеет надёжное соединение с корпусом. Внутренняя часть снабжена шлицами с пакетом тонких дисков, на которых есть отверстия. Парой таким дискам служит другой дисковый пакет с несколькими продольными пазами.

Между всеми дисками комплектов присутствуют зазоры 0,2-0,4 мм. Отверстиями и пазами создаётся большая контактная поверхность с вязкой жидкостью на основе силикона. Нагрев вызывает максимально быстрое расширение жидкости и заполнение зазоров между дисками. Благодаря сжимающейся воздушной подушке оказывается воздействие на диски, а также уменьшаются зазоры, располагающиеся между ними.

Принцип функционирования вискомуфты

вискомуфта-устройствоПринцип работы вискомуфты основан на разной скорости вращения, при котором происходит перемешивание жидкости с прогрессивным возрастанием её вязкостных характеристик. В этом случае эффективное склеивание провоцирует более значительную передачу крутящего момента, определяющегося:

  • размерами пластин;
  • характеристиками жидкости;
  • формой и размерами отверстий;
  • особенностями выступов в элементах;
  • общим числом пластинчатых элементов.

Некоторые вискомуфты способны легко аккумулировать тепловую энергию, вырабатываемую в процессе трения пластин. При этом вязкостная муфта нетребовательна к охлаждению, а значение передаваемого момента отличается чувствительностью к несоответствию скорости вращения вала выходного и входного типа.

Достоинства и недостатки

350px-Вискомуфта_1Вязкостные муфты обладают как очевидными достоинствами, так и некоторыми недостатками, а наличие автоматической блокировки дифференциала способна реально облегчить управление транспортным средством. Преимущества механизма, передающего и выравнивающего крутящий момент, следующие:

  • долговечность;
  • простота конструкций;
  • низкий процент поломок;
  • вполне доступная стоимость;
  • эксплуатация в сложных условиях;
  • лёгкость замены изношенного механизма;
  • герметичность при высоком внутреннем давлении;
  • отсутствие обслуживания в процессе эксплуатации автомобиля.

Вязкостные характеристики жидкости внутри устройства обусловлены скоростью перемешивания, поэтому предельно точные показатели коэффициента дискового торможения определить просто невозможно. Также отсутствует строгая линейка зависимости таких параметров, что делает муфту совершенно неэффективной в некоторых случаях.

Основные недостатки:

  • нет ручной блокировки;
  • запаздывание срабатывания;
  • отсутствует ремонтопригодность;
  • полностью бесконтрольное состояние;
  • невозможность подключения к системе ABS;
  • снижение клиренса при монтаже крупногабаритной муфты.

Очевидный недостаток некоторых видов вязкостной муфты – прямая зависимость коэффициента от объёма используемой дилатантной жидкости и диаметра дисков. Именно по этой причине более крупные по размерам устройства способны заметно увеличить клиренс любого тяжёлого автомобиля. Кроме прочего, крайне не рекомендовано использовать вискомуфты, лишённые шестерёночного свободного дифференциала. Не целесообразно применять очень массивные конструкции с незначительной эффективностью.

Разновидности вискомуфт

На современном рынке запчастей и деталей для автомобилей в настоящее время предлагается пара основных видов вязкостных муфт, которые имеют:

  • постоянный объём дилетантной жидкости в процессе работы;
  • изменяющийся объём силиконового состава под внешним воздействием.

Первый вариант устройств предназначен для систем самоблокирующегося и автоматического полноприводного типа, поэтому он применяется для внутреннего охлаждения. Такой тип деталей функционирует в стандартном режиме только при средних нагрузках. Перемещение автомобиля по хорошим дорогам позволяет сохранять одинаковые показатели угловых скоростей осей в условиях практически равномерного дискового вращения. При этом крутящий момент с двигателя на ведомую ось передаётся с самым минимальным уровнем нагрузки, поэтому транспортное средство передвигается в полноприводном и заднем режиме.

На пересечённой местности, грязном или обледеневшем дорожном покрытии вращение не является равномерным, а степень вязкости жидкости значительно возрастает, благодаря чему повышается передача на следующую ось. В любом случае, вискомуфта не является полноценной заменой стандартному дифференциалу, перераспределяющему векторную физическую величину на оси.

Такой конструктивный вариант является целесообразным в условиях гололедицы, перемещения в городском цикле или по слишком влажному дорожному покрытию. Езда на любом транспортном средстве по пересечённой местности требует моментального срабатывания муфты. Замедленное действие является причиной полного выхода системы из строя с последующим обязательным выполнением очень сложных и дорогостоящих ремонтных работ. Многие современные машины, включая кроссоверы, снабжены муфтами, которые отличает так называемый «предстартовый режим» функционирования. Данный вариант является максимально надёжным в работе и очень долговечным.

Область применения

350px-Вискомуфта_1Некоторое время назад механическое устройство, передающее вращающий момент при помощи вязкой жидкости, использовалось в комплексном охлаждении двигателя. С этой целью особая вискомуфта фиксировалась на штоке с вентиляционным устройством. Движение осуществлялось при помощи коленчатого вала с ремённой передачей. Скорость вращения двигателя позволяет жидкости изменять густоту, чем и обеспечивается жёсткая связь с вентилирующим устройством автомобиля.

Снижение оборотистости тормозило процесс смешения и провоцировало проскальзывание, что делало охлаждение системы малоэффективным. Использовать такую систему как полноценный элемент охладителя силового агрегата транспортного средства можно только в холодное время года, при отсутствии слишком сильного перегрева мотора. Сегодня данный вид устройств очень редко применяется в охлаждающем оборудовании, потому ему на замену пришли современные вентиляторы с самыми чувствительными датчиками. Особенностью электронных вентиляторов является их полная независимость от коленчатого вала.

Наиболее часто встречается вискомуфта, отвечающая за работоспособность механизма передачи и обеспечивающая выравнивание векторной физической величины в виде крутящего момента автомобильных колёс. Полноприводные устройства работают на основе смазочной жидкости в виде специального масла. Замену такого масляного состава необходимо выполнять при наличии незначительных «пинков» при активации педали газа или при вхождении машины в повороты. Менять масло при отсутствии определённых навыков лучше на СТО, что объясняется некоторыми особенностями такой процедуры.

Ремонтные работы

При заметном перегреве двигателя нет необходимости в спешном порядке осуществлять замену вязкостной муфты. В некоторых случаях есть возможность выполнить ремонтные работы своими руками. Наиболее распространённой причиной выхода такого устройства из строя является утечка силиконовой жидкости из основания трансмиссионной детали. Для залива нового смазочного состава нужно демонтировать муфту с водяного наноса и разобрать её. На диске устройства присутствует пластина, снабжённая пружиной, под которой расположено специальное отверстие.

Потребуется максимально осторожно снять штифт, после чего при помощи шприца залить внутрь смазку. Устройство в процессе ремонта нужно держать в горизонтальном положении. Шприцом следует набрать примерно 15 мл и медленно залить масло в отверстие. После извлечения шприца поверхность устройства тщательно протирается чистой ветошью без ворса, а штифт и сама деталь аккуратно устанавливаются на прежнее место.

Иногда выход вискомуфты из строя провоцируют подшипники. Признаком такой неисправности служит появление различных шумов в области охлаждающего радиатора. В этом случае нужно открутить три болта, фиксирующих деталь, а затем снять вязкостную муфту из моторного отсека. После извлечения устройства и полного слива из его внутренней части масляной жидкости можно произвести замену подшипника. Для демонтажа подшипника рекомендуется воспользоваться специальным инструментом – съёмником. Применение с этой целью подручных средств может стать причиной сильного повреждения узла. После монтажа нового подшипника устанавливается на место устройство, в которое предварительно заливается новая жидкость на основе силикона.

Профилактика выхода вискомуфты из строя

Состояние и работоспособность вязкостной муфты полного привода напрямую зависят от того, насколько строго соблюдается схема обслуживания транспортного средства, и осуществляются профилактические мероприятия. Важно помнить, что основной причиной выхода устройства из строя становится неаккуратное передвижение по дорогам, а также слишком агрессивный стиль езды.

Нужно минимизировать перемещение на автомобиле по самым труднопроходимым и участкам или пересечённой местности. Такое движение может спровоцировать перегрев муфты, а процесс достаточного остывания занимает четверть часа. Кроме прочего, необходимо своевременно реагировать на появление любых изменений в поведении машины, а также в регулярном режиме посещать станции технического обслуживания с целью диагностики или устранения возникающих проблем.

voditelauto.ru

Как работает вискомуфта полного привода

Важным элементом в автомобиле является вискомуфта полного привода, которая также называется вязкостной муфтой. Этот элемент входит в конструкцию трансмиссии автомобиля. Вискомуфта отвечает за функционирование механизма передачи и обеспечивает выравнивание крутящего момента колёс. Механизм важный и нужный, от его исправной работы зависит очень многое.

Вискомуфта Хендай Санта Фе

Что такое вискомуфта

Начнем разбираться с тем, что такое вискомуфта полного привода. Эта информация будет полезной многим автомобилистам, которые всегда хотят знать немного больше о строении и устройстве своего «железного коня». Вязкостная муфта не является новым изобретением, ведь она была изобретена в 1917 году. Правда, нашла своё применение лишь в 1964. Тогда этот механизм появился в английском авто Interceptor FF. С тех пор вискомуфта стала использоваться в качестве блокиратора для межосевого самоблокирующегося дифференциала на ТС с полным приводом на четыре колеса.

Муфта полного привода халдексВнешний вид муфты полного привода Haldex

Главным отличием вискомуфты от гидромуфты и трансформатора является передача крутящего момента посредством особенных свойств жидкости, расположенной внутри механизма.

Как устроены и работают вязкостные муфты для трансмиссий

Для начала изучим устройство вискомуфты полного привода. Этот механизм имеет форму цилиндра, конструкция которого является герметичной. Основными компонентами конструкции являются перфорированные диски плоской формы и особенная жидкость. Диски делятся на две группы, которые отличаются соединением с валами. Одна группа дисков соединена с ведущим, другая – с ведомым. В процессе работы диски вискомуфты чередуются между собой, но находятся при этом на минимальном удалении друг от друга.

Гидротрансформатор в разрезеВискомуфта в разрезе

Около 80% внутренней конструкции отводится для особенной силиконовой жидкости. Она выполняет роль связующего элемента между дисками. Для этой жидкости характерна высокая кинематическая вязкость. Вместе с этим она не обладает смазывающими свойствами. Такие особенности позволяют жидкости обеспечивать максимальное замыкание дисков при наличии разницы в угловой скорости. В этом заключается основной принцип работы вискомуфты.

Ученые создали уникальную кремнийорганическую жидкость, которая при нагреве становится менее вязкой. Силоксан при этом становится настолько густым, что у него даже появляются признаки твёрдого вещества. Это позволяет вискомуфте передавать крутящий момент при условии разной скорости вращения деталей.

Вязкостная муфта нашла широкое применение в автоматических системах, работающих по принципу полного привода. Если условия езды находятся в пределах нормы, усилие от мотора передаётся на одну ось. Через муфту подключена вторая ось, работающая в режиме свободного хода. При пробуксовке основной оси происходит блокировка вискомуфты, что вызывает распределение усилия от мотора на ведомую ось.

Когда автомобиль выезжает на ровную дорогу, жидкость возвращается в прежнее состояние, с вискомуфты снимается блокировка и вторая ось вновь работает в режиме свободного хода. Примерно так и работает вискомуфта полного привода.

Плюсы и минусы вискомуфты

Нельзя назвать вискомуфты идеальным механизмом, поскольку наряду с преимуществами располагаются и недостатки. Прежде изучим положительные особенности механизма:

  • простая, даже примитивная, конструкция;
  • прочность корпуса настолько высокая, что он легко может выдержать давление в 20 атмосфер;
  • низкая стоимость новой детали делает её замену доступной для каждого автомобилиста;
  • минимальное обслуживание;
  • низкий процент поломок.
Вязкостная муфта дифференциалаСнятая вязкостная муфта дифференциала

Разбавим эту картину отрицательными характеристиками:

  • ремонтопригодность не характерна для такого механизма, потому в случае поломки выполняется замена на новый;
  • длительная работа в сложных условиях повышает вероятность перегрева механизма;
  • отсутствие ручной блокировки;
  • неполная автоматическая блокировка;
  • запоздание в срабатывании;
  • невозможность подключения вискомуфты полного привода к системе ABS;
  • полный привод находится в бесконтрольном состоянии;
  • снижение клиренса автомобиля при установке крупногабаритных муфт.

Как бы там ни было, а вискомуфты полного привода активно используются и пока достойную альтернативу никому не удалось представить мировой общественности.

Какое масло заливать в муфту полного привода

Вискомуфта полноприводного включения подобно другим механизмам в своей работе использует смазочную жидкость, в роли которой выступает специальное масло. Все производители заявляют об отсутствии необходимости менять его на протяжении всего периода эксплуатации автомобиля. Не всегда это утверждение соответствует действительному положению вещей.

Масло в муфту полного приводаЗаливаем масло в муфту полного привода

О необходимости замены масла могут свидетельствовать небольшие пинки в задней части автомобиля при выжимании педали газа или совершении поворота. Такое поведение машины может говорить об испорченном состоянии масла вискомуфты.

Выполнять замену лучше на станции техобслуживания, поскольку эта работа является не самой лёгкой. Для замены необходимо выбирать масло, которое указывается в инструкции к автомобилю. Часто так оказывается, что указанную смазку невозможно найти в продаже — с этой проблемой сталкиваются многие автомобилисты. Приходится искать замену. Достойным вариантом является смазочный материал Ravenol TF0870.

Как избежать поломки муфты

Вискомуфта полного привода при выходе из строя может серьёзно испортить автовладельцу жизнь. Её ремонт или замена не будет стоить дешево. Потому есть смысл поберечь механизм и оттянуть момент выхода из строя.

На состоянии вискомуфты полного привода негативно сказывается в первую очередь неаккуратный и агрессивный стиль езды. Необходимо избегать частого передвижения по труднопроходимым участкам. Их преодоление вызывает перегрев муфты, которой для остывания требуется до 15 минут.

Также необходимо своевременно реагировать на изменения в поведении автомобиля, которые могут свидетельствовать о нарушениях в работе муфты. Для её диагностики требуется обращение в СТО, специалисты которого точно знают, как проверить вискомуфту полного привода.

Будьте внимательны к своему автомобилю, обращайте внимание на каждую деталь, не игнорируйте изменения в его поведении и не экономьте на диагностике. Поломку вискозной муфты легче предупредить, чем устранить.

drivertip.ru