Какой принцип работы вискомуфты и её ремонт

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 .

Основной причиной проблем с этой настройкой был ослабленный или сломанный ремень вентилятора. Клиновой ремень приводил вентилятор через шкивную систему путем трения, следовательно, по мере того, как ремень растягивался через износ, он мог начать скользить. Сигналы контрольных сигналов перегревались в движении, так как вентилятор и водяной насос не вращаются с правильной скоростью.

Если ремень также загнал генератор, окончательное предупреждение на старых автомобилях означало бы красный свет зажигания, указывающий на неспособность зарядить систему, но к тому времени пояс, возможно, был ослаблен. Хорошей новостью является то, что если вы владеете более старым автомобилем с этим типом охлаждающего вентилятора, настройка проста. Один из шкивов будет иметь некоторую форму регулируемого монтажа. Обычно он находится на генераторе или генераторе переменного тока, где вместо болтового отверстия для крепежного болта имеется щель.

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.

Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения

Это позволяет устройству поворачиваться, когда остальные крепежные болты ослаблены. При перемещении генератора от двигателя затяните ремень, и его следует отрегулировать таким образом, пока в самом длинном ходу ремня не будет отклонено вниз на 12 мм. При выполнении любого рода ремонта вентилятора целесообразно заменить ремень вентилятора или, по крайней мере, правильно проверить его на износ и трещины. Даже если старый пояс не слишком сильно изношен, замена его даст вам удобную запасную часть, которая может оказаться очень полезной.

Особенности механизма

С первого взгляда принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения кажется сложным, но это не так. Подвижный 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.

Назначение и роль гидромуфты УАЗ

Новый пояс будет значительно растягиваться после того, как вы его впервые введете, особенно если он управляет большим количеством вспомогательного оборудования, поэтому его следует проверить после первых нескольких километров. Простой вентилятор с металлическим лезвием требует особого внимания, но если вы работаете в этой области автомобиля, стоит дать ему несколько чеков. С большинством старых автомобилей вам нужно будет снять радиатор, чтобы проверить, что болты вентилятора надежно закреплены, как правило, недостаточно места для проскальзывания в гаечный ключ или небольшая розетка с радиатором на месте. 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

Преимущества гидромуфты

Если рассматривать другие разновидности муфт в приводе вентилятора, а именно электрическую и вискомуфты, у гидромуфты на лицо явные преимущества.

• Отсутствует целая электрическая цепь для управления и контроля над работой узла.
• Более высокая надёжность конструкции, что увеличивает время безотказной работы во время эксплуатации двигателя.
• Включение и выключение вентилятора у гидромуфты самое быстрое.

Все явные преимущества гидромуфты заметно ухудшает не самый надёжный элемент системы – её выключатель. На практике используют разные способы для поднятия общей надёжности. Один из таких – применение выключателя от «Урал-4320».

Конструкция и основы работы автомобильных вискомуфт

По конструкции вискомуфта – это блок из тонких дисков, которые собраны в пакет и смонтированы в герметически закрытом корпусе. Конструктивно муфта состоит из двух пакетов, один из которых является ведущим, второй – ведомым, соответственно они соединены с входным и выходным валами.

Поверхность дисков, составляющих пакеты, особым образом отперфорирована отверстиями и отштампована выпуклостями. Каждый из дисковых блоков набран с таким расчетом, чтобы между отдельными составляющими их дисками было минимально допустимое расстояние.

Полость корпуса вискомуфты вентилятора на автомобиле заполняется дилатантной жидкостью. Чаще всего в основе ее вязкое вещество кремний-органического происхождения (силикон), которое обладает непостоянной вязкостью, резко возрастающей в результате роста скорости деформации смещения.

Увеличению эффективности работы муфты способствует также свойство жидкости очень сильно расширяться при повышении температуры, что приводит к возникновению дополнительной силы давления со стороны жидкости, передаваемой на диски. Ввиду перечисленных особенностей вискомуфты, диски, при увеличении скорости вращения, словно слипаются.

Если движение автомобиля равномерно, то скорость вращения ведущего и приводимого в движение жидкостью валов одинакова и не возрастает, т.к. внутреннее сопротивление в жидкости стабильно. Если один из этих двух валов изменяет скорость своего вращения по отношению к другому, диски в вискомуфте автомобиля подвергаются интенсивному относительному смещению.

Как следствие, скачкообразное возрастание вязкости жидкости и стремление возникающей внутрижидкостной силы трения к выравниванию угловых скоростей обоих дисковых пакетов. Значительная разность скоростей вискомуфты приводит к тому, что жидкость отвердевает из-за существенного возрастания собственной вязкости. При этом муфта самоблокируется и начинает передавать крутящий момент с ведущего вала на ведомый без фактических потерь.

Вискомуфта (вязкостная муфта). Принцип работы и устройство

Вискомуфта — многодисковая муфта, в которой передаваемый момент возрастает с увеличением разности скоростей ведущего (входного) и ведомого (выходного) валов. Используется в упрощенных системах постоянного полного привода, а также в качестве блокирующего механизма дифференциалов. Принцип работы вискомуфты основан на особых свойствах специальной силиконовой (содержащей кремний) жидкости: при повышении температуры ее вязкость не понижается, как, например, у масла, а повышается.

Вискомуфта представляет собой цилиндр, заполненный силиконовой жидкостью. Внутри его находится пакет из перфорированных дисков, соединенных через один соответственно с ведущим и ведомым валами.

В полноприводной трансмиссии при нормальных условиях движения валы вращаются примерно с одинаковой скоростью: входной — под действием крутящего момента от основного ведущего моста, а выходной вращают колеса, с которыми он соединен. При буксовании колес основного ведущего моста входной вал вращается быстрее выходного (ведь машина практически стоит), жидкость нагревается от трения о диски, и муфта начинает передавать больший момент на выходной вал.

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 в современных автомобилях не применяются — 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 должен обеспечивать герметичность при повышении внутреннего давления до 15 атмосфер). Вискомуфты не требуют обслуживания на протяжение всего срока эксплуатации автомобиля. При неисправности ее заменяют новой.

Существенный недостаток: на срабатывание муфты требуется время, а оптимальную ее характеристику достаточно трудно подобрать. Поэтому в настоящее время многие производители отказываются от применения вискомуфты в полноприводных трансмиссиях в пользу управляемых электроникой многодисковых сцеплений, таких как муфта Haldex.

Восстановление работоспособности системы охлаждения двигателя

p, blockquote 48,0,0,0,0 —>

В случае отказа работы вискомуфты в первую очередь следует произвести её дозаправку маслом или гелем. Точных рекомендаций на этот счет нет, обычно приходится экспериментировать.

p, blockquote 49,0,0,0,0 —>

Можно попробовать найти узких специалистов, но проще и дешевле найти б/у-шную на разборке. Если поиски исправной вискомуфты безрезультатны, можно подумать о замене системы охлаждения на обычную, с электрическим приводом.

p, blockquote 50,0,0,0,0 —> adsp-pro-2 —>

Видео — замена вискомуфты на электровентилятор на BMW:

p, blockquote 51,0,0,0,0 —>

p, blockquote 52,0,0,0,0 —>

Можно установить электрическую систему охлаждения по упрощенному сценарию. Для этого понадобятся следующие комплектующие:

p, blockquote 53,0,0,0,0 —>

• вентилятор охлаждения с электроприводом, который можно приспособить к вашему радиатору;
• комплект проводов сечением не менее 6 кв.мм.;
• предохранитель на 40 Ампер;
• автомобильное реле на ток не менее 30 Ампер;
• термореле, можно жигулевское на температуру срабатывания 87 градусов Цельсия.

Термореле можно установить на радиатор либо на металлическую поверхность возле термостата методом приклеивания. Далее необходимо собрать электрическую схему включения вентилятора аналогичную вазовской. Такая простейшая схема без отказа может прослужить сезонов пять.

p, blockquote 54,0,0,0,0 —>

Как проверить вязкостную муфту

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

Причины выхода из строя или плохой работы вискомуфты:

1. Выработался ресурс.
2. Механическое повреждение.
3. Подшипник выработал свой ресурс или сломался раньше времени.
4. Торцевое биение крыльчатки вентилятора. Сломана часть лопасти пропеллера.
5. Отсутствие смазки вала муфты.
6. 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.

Преимущество вискомуфты в том, что в ней нет электроники и электричества.

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.

Историческая создания

Нужно отметить, что вискомуфта изобретение далеко не новое. Этот принцип был известен ещё в далёком 1917 году в США. Именно там жил её создатель, талантливый инженер Мелвин Северн. К сожалению, в те времена принцип вязкости жидкости в трансмисси не был по достоинству оценён, да и особая надобность в нём отсутствовала. Так бы и канула вискомуфта в лету, но неожиданно в 1964 году она вновь появилась на арене мирового автомобилестроения в трансмиссии британского спорткара Jensen Interceptor FF. Это был дебют вискомуфты в серийной машине и с тех пор он активно использовался и используется различными автопроизводителями.

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.

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 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.

Для чего она применяется

В современных автомобилях вязкостные муфты применяют для:

• временного перевода в полноприводный режим работы (AWD);
• блокировки межосевого дифференциала.

Остановимся на этих моментах поподробнее.

Перевод транспортного средства в AWD-режим

Многие современные кроссоверы или «паркетники», а также некоторые минивэны, седаны или хетчбэки, оборудованы так называемым временно подключаемым полным приводом колес. Ось дифференциала ведущего (как правило, переднего) моста соединена через вискомуфту с аналогичным узлом задних колес. В нормальных условиях оба вала вращаются с одинаковой скоростью. Вязкость силиконовой жидкости не меняется, а, следовательно, и передачи крутящего момента на задний мост не происходит. Как только передние колеса начинают пробуксовывать, в работу «включается» вискомуфта. Затем автомобиль снова переходит в стандартный переднеприводный режим работы.

На заметку! У автомобилей, оборудованных временно подключаемым полным приводом посредством вискомуфты диаметр передних и задних колес обязательно должен быть одинаковым. Это позволит избежать ложных срабатываний ВМ (например, при езде по трассе). Если же установить ведущие передние колеса меньшего диаметра (в этом случае они будут делать больше оборотов в минуту, чем задние), то при определенных скоростях движения вискомуфта может «подумать», что они пробуксовывают и подключит полный привод в самый неподходящий момент.

Внутри вискомуфты находится дилатантная жидкость (ДЖ), вязкость которой увеличивается в разы по мере ускорения интенсивности ее перемешивания. Если скорость транспортного средства стабильна (когда машина не буксует), то ДЖ имеет жидкую консистенцию и пластины вращаются одинаково (параллельно друг другу). Наблюдается лишь минимальное смешивание жидкости. В результате пробуксовки ведущий вал начинает очень быстро вращаться (следовательно, и пластины, находящиеся на нем), а ведомый, практически, находится без какого-либо движения. Далее происходит очень интенсивное перемешивание ДЖ, резкое увеличение ее вязкости. Также наблюдается нагрев жидкости и ее расширение, в результате чего пластины начинают довольно сильно прижиматься друг к другу (они, практически, «склеиваются» вместе). Происходит передача части вращательного момента от ведущего вала на ведомый, машина перестает буксовать, скорость вращения обоих валов стабилизируется, вязкость жидкости существенно снижается, ее перемешивание прекращается и задняя ось отключается. То есть, «все возвращается на круги свои».

Блокировка межосевого дифференциала

Одним из неотъемлемых узлов трансмиссии является дифференциал. Он предназначен для того, чтобы при повороте колеса могли вращаться с разными угловыми скоростями, так как они (правое и левое) при осуществлении такого маневра проходят разные по длине пути. На некоторых автомобилях предусмотрена блокировка дифференциала с помощью интегрированной в него вискомуфты. Такая функция весьма полезна, если одно из ведущих колес (например, попав на мокрый или скользкий участок дорожного полотна) начинает пробуксовывать. В этом случае ВМ блокирует дифференциал. На оба колеса передается одинаковый крутящий момент. После того, как «проблемный» участок дороги преодолен, диски вискомуфты «разъединяются» и дифференциал переходит в нормальный режим работы.

На заметку! На внедорожниках (например, Subaru Forester или BMW 325ix E30), оснащенных системой постоянного полного привода, ВМ «работает» при пробуксовке одного из ведущих мостов. Технологически она интегрирована в центральный дифференциал и блокирует его для выравнивания скорости вращения переднего и заднего валов.

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.

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.

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.

Большей части водителей принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения не знаком. Поэтому при проблемах с этим узлом механики начинают мудрить и изобретать велосипед. О том, как исправить эту деталь, ходят легенды. Многие ведутся на них и к одной проблеме получают еще несколько. Чаще всего водители пытаются зажать диски муфты.

Чтобы добиться постоянного соединения вентилятора с валом. Для этого в вискомуфте проделывают отверстия и вкручивают туда болты. Некоторое время это работает, но через 100-200 км пути их срезает, что может привести к повреждению радиатора. Связано это с особенностями строения этого элемента конструкции.

Похожие записи:

Seat ibiza В каких странах левостороннее движение список. как возникло левостороннее и правостороннее движениие Тест-драйв нового suzuki jimny против багги: внедорожное веселье Тормозная система автомобиля, устройство, принцип работы, особенности обслуживания и ремонта Причины образования нагара на свечах зажигания Как заменить ремень грм на ланосе, выбор и тонкости