Вязкостная муфта. Принцип работы вискомуфты Назначение вискомуфты
Вискомуфта, или, как ее еще называют, вязкостная муфта, являясь частью трансмиссии авто, представляет собой механизм передачи и выравнивания крутящего момента колес. Ее главное отличие от таких агрегатов, как гидромуфта и гидротрансформатор заключается в том, что крутящий момент передается благодаря использованию уникальных вязкостных свойств специальных жидкости, которой заполняют вискомуфту.
Используется, как вспомогательный механизм для автоматической блокировки дифференциала колес.
Вискомуфта – далеко не новое изобретение. Прототип был создан еще в далеком 1917 году в США. Изобретатель – Мелвин Северн. Изобретение опередило свое время, так как применения ему не нашлось, и только в 1964 году вискомуфта использовалась впервые – ее установили по прямому назначению – как блокиратор межосевого дифференциала на английский автомобиль Interceptor FF. С тех пор вискомуфта широко использовалась в самоблокирующихся дифференциалах на легковых автомобилях с постоянным полным приводом всех колес.
Вискомуфта состоит из нескольких наборов дисков, которые находятся внутри металлического корпуса. Набор дисков включает в себя ведущие диски (соединяются с ведущим валом), и ведомые диски (соединяются с ведомым валом).
На поверхности дисков есть специальные выступы и углубления. Ведомые и ведущие диски располагаются друг от друга на очень маленьком расстоянии. Внутри муфта заполнена специальной дилатантной жидкостью на силиконовой основе, которая обладает уникальной особенностью – сильно сгущаться и расширяться при интенсивном перемешивании.
Как работает вискомуфта
В процессе равномерного движения оба вала – ведущий и ведомый вращаются с одинаковой скоростью. При этом жидкость внутри вискомуфты не перемешивается, и она не оказывает никакого воздействия на пакет дисков. Если скорость вращения одного из валов меняется, диски начинаются вращаться. Жидкость внутри вискомуфты начинает перемешиваться, ее вязкость стремительно растет. Если разница между скоростью вращения обеих валов достаточно высока, жидкость внутри муфты становится настолько вязкой, что напоминает твердое вещество. В результате вискомуфта блокируется, вследствие чего передача крутящего момента от ведущего колеса к ведомому достигает максимума.
Какую жидкость заливают в вискомуфту. Какую роль играет вязкость жидкости при работе вискомуфты
Корпус вискомуфты имеет цилиндрическую форму, он полностью герметичен, и примерно на 80-90% заполнен специальной жидкостью на основе силикона, которая играет роль связующего элемента между дисками. Силиконовая жидкость (научное название – силоксан, кремний органический полимер) имеет высочайшую кинематическую вязкость. При этом отсутствуют какие-либо смазывающие свойства, что позволяет этому веществу намертво замыкать диски между собой, при условии, что они вращаются с разной угловой скоростью.
В результате кропотливой работы, ученым-химикам удалось создать кремнийорганическую жидкость с поистине уникальными свойствами. У большинства жидкостей в процессе нагрева вязкость начинает уменьшаться, а силоксан наоборот – становится более густым, пока не приобретает свойства твердого вещества. Благодаря такой особенности вискомуфта может передавать крутящий момент при разных скоростях вращения деталей за счет вязкости кремнийорганической жидкости.
Итак, если угловые скорости движущихся внутри вискомуфты деталей не совпадают, силиконовая жидкость интенсивно перемешивается, что приводит к резкому расширению ее объема и увеличению вязкости (с коэффициентом 2 на каждые 450 бар).
Вискомуфта и система полного привода, как работает вискомуфта, и где установлена
Данный агрегат применяется в автоматических полноприводных системах. В обычных условиях езды усилие от работы двигателя передается только на одну ось вторая ось подключена непосредственно через вискомуфту, но работает в режиме свободного хода, то есть, отключена от двигателя. Если ведущая ось начинает пробуксовывать, вискомуфта блокируется, и усилие от двигателя распространяется на ведомую ось.
Один из главных недостатков вискомуфты – относительно долгое время срабатывания – агрегат допускает проскальзывание колес перед тем, как они заблокируются, и усилие от двигателя перебросится на вторую ось. Особенно хорошо это чувствуется при работе систем автоматического полного привода. Так, если резко прибавить газ, проходя, например, скользкий поворот, ведущую ось начнет сносить, и только потом, с некоторой задержкой включается второй мост. Поведение автомобиля при этом резко меняется. При старте с места на песке колеса ведущей оси могут основательно закопаться перед тем, как начнет работать ведомая ось.
Чтобы сократить время срабатывания блокировки, производители используют разные передаточные числа в редукторах, что заставляет ведомый и ведущий валы вращаться с разной скоростью, перемешивая связующую жидкость. Таким образом, удается создать преднатяг вискомуфты. Однако слишком сильный преднатяг создает большое напряжение трансмиссии, вследствие чего машина становится слишком чувствительной к разной выработке колес на ведущей и ведомой осях.
Как проверить работу вискомуфты в системе трансмиссии
Самые достоверные результаты можно получить с помощью теста, производимого на роликовом стенде, или, как его еще называют, «на барабанах». В процессе тестирования впереди и сзади автомобиля не должно находится никаких посторонних предметов. Стоять спереди и сзади авто тоже категорически запрещено.
Алгоритм действий следующий:
Включается первая передача, обороты двигателя доводятся до 1500 об/мин. В этом режиме работы вискомуфта блокироваться не должна.
При увеличении оборотов двигателя свыше 1500 вискомуфта должна заблокироваться, при этом автомобиль должен съехать со стенда.
Если вискомуфта не заблокировалась при оборотах двигателя от 1500 до 2500 об/мин., значит она несправна и нуждается в замене.
Контроль свободного хода проверяется следующим образом:
Необходим подъемник и один помощник.
Автомобиль приподымают на высоту примерно 1 метр от пола.
Вместе с помощником одновременно начинают проворачивать вперед задние колеса. Передние колеса при этом должны оставаться неподвижными.
Далее вместе с помощником проворачивают задние колеса в сторону заднего хода. При этом передние колеса должны проворачиваться синхронно с задними.
Для проверки системы межколесной блокировки понадобится два помощника. Порядок действий следующий:
Так как для срабатывания системы блокировки необходим вакуум, нужно запустить двигатель примерно на 30-40 секунд на холостом ходу, после чего двигатель можно заглушить.
Один человек садится в салон за руль.
Машину приподнимают примерно на 1 метр от пола.
Помощник включает зажигание (двигатель запускать не нужно), включает заднюю скорость, до упора выжимает сцепление.
Два человека начинают одновременно проворачивать задние колеса в разных направлениях.
Если провернуть колеса не получается, то проблема может быть не только в неисправной вискомуфте, и в электропроводке, пневматике, или механике заднего дифференциала.
Вискомуфта радиатора охлаждения, как работает, где установлена
Работа вискомуфты радиатора охлжадеия напрямую зависит от ее устройства, благодаря которому вентилятор работает не постоянно, а в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Благодаря этому, система охлаждения работает максимально эффективно.
Викомуфта радиатора охлаждения состоит из цельного корпуса, имеющего овальную форму.
Внутри корпуса находятся два диска. Один диск жестко прикреплен к валу крыльчатки охлаждающего вентилятора. Другой крепится непосредственно на вал, который соединен с приводом от двигателя. Диски «плавают» в специальной силиконовой жидкости. Конструкция вискомуфты включает также специальную биметаллическую пластину.
Вся система работает следующим образом:
Если температура воздуха нормальная, то оба диска либо находятся на минимальном расстоянии друг от друга, либо слегка зацепляются. Однако в любом случае диски проскальзывают относительно друг друга. Это значит, что в данном случае вентилятор не работает. При повышении температуры биметаллическая платина начинает сжиматься прогибаться, выдавливая силиконовую жидкость из резервуара. Давление на один из дисков начинает постепенно увеличиваться, диски начинают прижиматься друг к другу – вентилятор начинает вращаться.
Когда температура падает, биметаллическая пластина постепенно возвращается в исходное положение, давление внутри муфты падает, диски разъединяются, и вентилятор останавливается.
Вискомуфта радиатора устанавливается на вал помпы вместе с вентилятором. Иногда конструкция монтируется на коленчатом валу – тут все зависит от конкретной модели автомобиля. Необходимо отметить, что вентилятор с вискомуфтой – намного более эффективная система, чем обычная крыльчатка, установленная на вал. Вискомуфта срабатывает по мере необходимости, при этом не охлаждая двигатель без надобности, например, в зимнее время.
Чаще всего вентилятор с муфтой устанавливают на автомобили, рассчитанные на большие нагрузки:
Грузовики.
Кроссоверы.
Внедорожники.
Спорткары, и.т.д.
Как проверить работу вискомуфты вентилятора радиатора охлаждения
Если автомобиль не эксплуатировался длительное время, то вискомуфта радиатора охлаждения может нуждаться в замене масла и проверке на наличие неисправностей. Разумеется, не исключен выход вискомуфты из строя в силу износа или механических повреждений. Определить наличие неисправности вискомуфты бывает достаточно сложно, но возможно даже в домашних условиях.
Один из самых простых способов проверки – сравнить частоту оборотов муфты при холодном и горячем двигателе. При холодном двигателе не должно наблюдаться никаких посторонних звуков, обороты вентилятора, как правило, соответствуют норме. При прогретом двигателе могут» всплывать» посторонние шумы, а количество оборотов может не соответствовать норме.
Шумы внутри муфты могут свидетельствовать о неисправных подшипниках. Кроме этого, одной из самых распространенных неисправностей вискомуфты радиатора охлаждения являются уплотнение сальников и утечка силиконовой жидкости.
Совет профи: неисправная вискомуфта не подлежит ремонту
Почти на все современные автомобили устанавливаются неразборные вискомуфты, отремонтировать которые, тем более в условиях домашнего гаража, совершенно невозможно. Но все же есть несколько моделей, в основном производства Германии, конструкция которых позволяет заменить подшипники и силиконовую жидкость.
Когда выходит из строя подшипник вискомуфты, это можно определить по характерному вою из-под капота. Если есть утечка силиконовой жидкости из корпуса, эффективность работы муфты существенно снижается – вентилятор начинает вращаться медленней, даже может полностью остановиться. Такие же «симптомы» могут наблюдаться при выходе из строя дисков.
Итак, если на вашем автомобиле установлена разборная модель, ее можно попытаться отремонтировать самостоятельно:
Для начала необходимо снять вентилятор. Как правило, для этого достаточно открутить 3 и 4 болта. Сняв вентилятор, можно более точно оценить состояние вискомуфты. Если поврежден подшипник, то перед его снятием необходимо слить всю силиконовую жидкость через специально предназначенное для этого отверстие. После этого отверткой аккуратно подковыривают пластинку, которая прикрывает сам подшипник. Далее с помощью съемника извлекают подшипник и устанавливают новый. Подшипник в гнездо запрессовывают специальной оправкой. При этом категорически запрещается бить по обойме подшипника молотком и вообще наносить какие-либо удары.
Если внутри вискомуфты недостаточно жидкости, это можно довольно легко определить по резкой остановке вентилятора после того, как двигатель заглушен. Кроме того, двигатель начинает перегреваться из-за падения частоты вращения вентилятора. Силиконовую жидкость доливают в муфту, используя для этого специальный шприц. Впрочем, можно использовать и обычный медицинский, самого большого «калибра», который удастся найти.
Что касается повреждения дисков, то его можно точно определить, только полностью разобрав вискомуфту. Отремонтировать диски нельзя.
Полностью заменить вискомуфту вентилятора охлаждения несложно. Пришедший в негодность узел снимают с двигателя, откручивают крыльчатку. Устанавливают новую деталь. При установке необходимо обратить внимание на то, чтобы болты был закручены достаточно плотно. Далее вентилятор устанавливают на свое место. Необходимо отметить, что в подавляющем большинстве случаев вискомуфту гораздо проще и быстрее поменять, чем заморачиваться с ее ремонтом и восстановлением.
Как на Алиэкспресс найти и заказать вискомуфты по сходной цене и бесплатной доставкой
Сегодня — одна из самых крупных и популярных торговых торговых площадок в мире. Купить здесь можно в буквальном смысле все, что не запрещено законом, и по самым привлекательным ценам. Автозапчасти — не исключение, доступны практически любые детали для любых марок авто.
Для того, чтобы воспользоваться всеми преимуществами сервиса, для начала необходимо пройти процесс регистрации. Важно: все данные заполняются на латинице:
После этого можно приступать к поиску нужного товара. Чтобы найти товар с бесплатной доставкой, отмечаем галочкой чекбокс, указанный стрелкой:
Выбрав подходящий товар, нужно нажать на кнопку «добавить в корзину», или «купить сейчас», после чего рассчитаться любым подходящим способом, представленным на сайте.
Вот и все. Остается только дождаться доставки товара, которая занимает от месяца до двух.
Статья про вискомуфту - что это такое, функции, плюсы и минусы, разновидности, ремонт. В конце статьи - видео о том, как проверить и починить вискомуфту.
Содержание статьи:
Любой автомобиль представляет собой сложнейшую конструкцию, состоящую из множества узлов и компонентов. Со временем они начинают стареть и перестают справляться с базовыми задачами, что заставляет владельцев транспортных средств отправлять машину на ремонт.
В качестве примера можно взять вискомуфту вентилятора, которая предназначается для избирательной передачи и напрямую воздействует на крутящий момент . И чтобы предотвратить возможное повреждение узла, а также знать, какие действия предпринять при непредвиденной поломке, нужно тщательно изучить принцип работы вискомуфты, ее конструкционные особенности и ряд других моментов.
Одним из наиболее важных узлов автомобиля является вращающаяся вискомуфта, внутри которой расположены чередующие перфорированные пластины с вязкой жидкостью. В продаже имеется масса типов таких конструкций с различными рабочими свойствами и особенностями, но общий принцип их работы остается аналогичным.
Каждая вискомуфта состоит из множества внутренних пластин, которые способны вращаться по ведущему валу, а также внешних элементов, соединенных на ведомом валу с заданным интервалом. Все составляющие взаимосвязаны и равномерно распределены по корпусу.
От гидромуфты и гидротрансформатора такая деталь отличается специфическим принципом действия. В первую очередь, здесь задействован другой способ передачи крутящего момента, который основывается на воздействии специальной вязкой жидкости, расположенной во внутреннем пространстве конструкции.
Первые упоминания о вискомуфте появились в 1917 году , но в те времена она не сумела обрести широкое распространение, т.к. не имела многих нынешних преимуществ. Только в 1964 изделие существенно усовершенствовали и стали поставлять в массовую продажу. В 60-х годах прошлого века эти изобретения начали появляться в межколесных дифференциалах на полноприводных легковых машинах.
Чтобы разобраться с принципом работы вискомуфты, необходимо тщательно ознакомиться с ее конструкцией. Все ее детали закреплены в одном герметичном корпусе, который содержит два ряда дисков, соединенных посредством ведомого и ведущего вала. Каждый ряд оснащен отверстиями и выступами с небольшим расстоянием друг от друга. Внутри вискомуфты протекает жидкость с повышенной вязкостью, состоящая из силиконовых добавок. Ее характеризует особый состав, позволяющий эффективно обслуживать приводную систему и обеспечивать требуемый крутящий момент.
Одним из уникальных свойств жидкости является увеличение вязкости при возрастании интенсивности перемешивания. Подобное значение может расти при нагреве системы. Если машина передвигается со стабильной скоростью, диски вращаются равномерным образом, при этом масляная основа между ними не смешивается. Но если между движением валов замечается какая-либо разница, это заметно сказывается на интенсивности вращения рабочих элементов. По мере роста вязкости, силикон начинает воздействовать на крутящий момент. В конечном итоге он приобретет другое состояние и практически станет твердым.
На рынке автомобильных запчастей можно встретить две основные разновидности вискомуфт:
- Первый тип отличается постоянным объемом дилетантной жидкости.
- Второй тип имеет разный объем силикона, который меняется в зависимости от внешнего воздействия.
Если деталь работает в обычном режиме со средними нагрузками, а автомобиль перемещается по качественному дорожному покрытию, значения угловых скоростей двух осей остаются одинаковыми. Вращение дисков муфты осуществляется практически равномерно, а крутящий момент от двигателя к ведомой оси передается с минимальной нагрузкой. В результате транспортное средство может работать как на полном приводе, так и на заднем.
Но если машина попадает на пересеченную местность или едет по льду и грязи, равномерность вращения серьезно снижается, а вязкость силикона существенно растет. Таким образом происходит увеличение передачи крутящего момента на вторую ось. В некоторых случаях показатель передачи мощности достигает 100-процентного уровня.
При этом вязкостная муфта не может заменить полноценный дифференциал, который перераспределяет крутящий момент силовой установка на обе оси. Применять такую конструкцию целесообразно на неровных покрытиях и пересеченной местности. Также она будет оправдана при езде:
- по гололеду;
- городским улицам;
- влажной трассе.
В большинстве современных машин с «автоматом» вискомуфты работают в так называемом «предстартовом режиме». Он характеризуется равномерной передачей 5-15% мощности мотора на ведомую ось, что негативно сказывается на времени реакции узла.
Раньше существовало две сферы применения вискомуфт, но сегодня их число сократилось до одной. В недалеком прошлом подобный механизм предназначался для комплексного охлаждения двигателя, что возможно при закреплении на штоке специальной вискомуфты с вентиляционным прибором. Ее движение обуславливается коленчатым валом автомобиля, к которому проложен ремень. В зависимости от скорости вращения двигателя жидкость обретает разную густоту и получает жесткую связь с вентилятором.
При снижении оборотов сильного смешения не происходило, т.е. если присутствовали проскальзывания, процесс охлаждения системы был недостаточно хорошим. Применять изделие в качестве полноценного элемента охладительной системы целесообразно только в холодную зимнюю пору, когда мотор не сильно прогрет ему нужно обеспечить дополнительное охлаждение.
Но сегодня устройство редко задействуется в охлаждающем оборудовании, т.к. его вытеснили передовые вентиляторы, оборудованные различными датчиками. Работают электронные вентиляторы непосредственно от электрической энергии, при этом они не зависимы от коленчатого вала.
Более востребованной сферой применения является обеспечение автоматического подключения полноприводной системы. В такой сфере вискомуфты крайне актуальны, ведь большинство внедорожников, кроссоверов и паркетников оборудованы такими узлами. Даже стремительный рост популярности продвинутых электромеханических вариантов не портит большую популярность вискомуфт.
Изделие пользуется большим спросом из-за следующих преимуществ:
- доступная цена;
- практичное применение;
- универсальность.
Одним из наиболее существенных минусов вискомуфты является ее «одноразовость». В большинстве случаев деталь не подлежит ремонту, да и сами ремонтные работы требуют больших усилий и финансовых вложений, поэтому автомобилисты рассматривают вариант покупки новой детали.
Также минусом изделия является сложность подключения к полному приводу, т.к. тяжело рассчитать момент внутреннего торможения дисков. Достичь полного контроля за полноприводной системой практически невозможно.
Кроме того, нельзя выполнять подключение привода вручную, а его эффективность довольно низка. Максимальный крутящий момент передается лишь при сильном торможении.
Большинство моделей вискомуфт обладают небольшими размерами, поэтому при расположении в нижней части системы появляется ограничение передачи крутящего момента на заднюю ось.
Такое приспособление не способно работать в течение долгого времени и выдерживать внушительные нагрузки . В противном случае оно быстро деформируется и станет непригодным для дальнейшего использования. Продолжительная езда по бездорожью, грязи или льду приведет к тому, что вискомуфта выйдет из строя и будет нуждаться в замене.
Если двигатель начинает перегреваться и сильно шуметь при работе на высоких оборотах, не нужно спешить заменять вискомуфту. Если правильно подойти к такой проблеме, ее можно устранить малыми силами. Зачастую поломка происходит при утечке масла из основания конструкции, что требует повторного залития силикона. Для решения проблемы нужно осторожно изъять деталь с насоса, а после выполнить ее разборку. На круглом диске элемента должна присутствовать пластина с пружиной, под которой расположено отверстие для масляной основы.
Чтобы предотвратить поломку изделия, необходимо соблюдать осторожность при демонтаже штифта. Затем следует приступить к добавлению смазки, для чего лучше задействовать шприц. Важно отметить, что при выполнении такой задачи вискомуфту лучше размещать горизонтально. С помощью шприца можно взять 15-20 мл жидкости, и медленно поместить ее во внутрь.
Через несколько минут силикон должен плотно проникнуть в вискомуфту и обрести достаточно твердое состояние. В конечном итоге нужно провести очистку поверхности конструкции от излишка силикона и выполнить повторный монтаж детали.
При отсутствии навыков в выполнении подобной задачи и незнании общего принципа действия вискомуфты лучше отказаться от ремонта своими руками и доверить починку опытному специалисту.
Еще одной распространенной причиной повреждения вискомуфты считается деформация подшипников. Первым симптомом подобной неисправности является интенсивный шум. Для ремонта изделия его нужно демонтировать, открутив три фиксирующие болта. В таком случае конструкция легко отсоединится из отсека двигателя. После изъятия муфты и слития силикона можно начинать процедуру замены подшипников.
Особых сложностей в решении такой задачи нет, но чтобы упростить задачу, рекомендуется воспользоваться специальным съемником. Такой инструмент имеется в каждом гараже. При использовании подручных средств можно вовсе повредить узел и доставить себе дополнительные хлопоты в виде недешевого ремонта. Завершив установку нового подшипника, остается повторно собрать деталь и запустить двигатель.
Также при выполнении ремонта нельзя забыть о заливе нового силикона, которая сливалась перед ремонтом. Если муфта «ведет себя неправильно», не нужно спешить покупать новое изделие, ведь, возможно, проблема кроется в незначительной поломке, которая быстро решается своими руками. И для этого не обязательно обладать особыми навыками и умениями.
Единственной проблемой при ремонте бывает сложность поиска инструмента для изъятия старого подшипника. Если его нет в гараже, можно одолжить у друзей или приобрести в автомастерской. Остальные детали и расходные элементы доступны во всех автомобильных магазинах.
Также важно отметить, что не все вискомуфты оснащены отверстием для заливки жидкости. Если у вас отсутствует опыт в ремонте таких конструкций, лучше не спешить с принятием действий и доверить задачу по замене или ремонту вискомуфты обученному специалисту.
Также важно избегать применения грубой физической силы, ведь диск муфты характеризуется уязвимостью к интенсивным воздействиям и может выйти из строя при малейшей нагрузке. В таком случае последствия будут необратимыми и придется полностью менять устройство.
Заключение
В основном, понять принцип работы вискомуфты несложно даже начинающему автомобилисту. То же самое касается ремонтных работ и обслуживания детали, которые не требуют специфических навыков или профессионального опыта. Достаточно следовать простой инструкции и учитывать рекомендации специалистов.
Видео о том, как проверить и починить вискомуфту:
Вискомуфта - это элемент трансмиссии автомобиля, механизм, который обеспечивает передачу и выравнивание крутящего момента. Уникальность устройства заключается в том, что крутящий момент передаётся посредством жидкости.
Важно! Жидкость заполняет всё внутреннее пространство вискомуфты.
Вискомуфта в устройстве автомобиля позволяет добиться блокировки дифференциала в автоматическом режиме. Чтобы понять, как работает данная деталь, рассмотрим ближайшие аналоги, а именно гидромуфту и гидротрансформатор.
В гидромуфте используется поток жидкости. Именно он помогает передавать крутящий момент. Создатели вискомуфты пошли совсем по другому пути. Они в своей конструкции сделали основной уклон на вязкость.
На видео дано более подробное разъяснение что такое вискомуфта:
Как была изобретена вискомуфта
Если заглянуть в историю, то первый прототип рабочей вискомуфты был создан в 1917 году. Его создателем является Мелвин Северн. К сожалению, в то время данный аппарат не нашёл практического применения.
Всё кардинально изменилось в 1964 году. Именно тогда устройство вискомуфты впервые использовалось как автоматическая блокировка межосевого дифференциала. Первым автомобилем, на котором был установлен подобный агрегат, стал легендарный Interceptor FF.
Внимание! Широкое применение такое устройство, как вискомуфта нашло во второй половине 60-х годов. Для автомобилей с постоянным приводом на все четыре колеса данный агрегат стал настоящей находкой.
Описание вискомуфты
Как работает
Чтобы понять, как работает устройство вискомуфты, рассмотрим более подробно саму конструкцию. Она состоит из комплекса плоских дисков. Все они устанавливаются внутри корпуса, который должен быть полностью герметичным.
Комплект состоит из главных и вторичных дисков. Первые элементы конструкции напрямую соединяются с главным валом, вторые - с вторичным. Поверхность дисков покрывают специальные отверстия и выступы.
Важно! В устройстве главные и вторичные диски находятся на максимально коротком расстоянии.
Внутреннюю полость вискомуфты заполняет дилатантная субстанция. В её основе лежит обычный силикон. Это вещество с кремниево-органической структурой, которая обладает высоким параметром вязкости.
Главное свойство дилатантной субстанции заключается в том, что она сгущается при активном перемешивании. Также стоит отметить высокий коэффициент расширения. Как только температура поднимается, давление на диски возрастает. Это в разы повышает эффективность работы вискомуфты.
Важно! Из-за роста давления внутри устройства вискомуфты при активном перемешивании диски как будто склеиваются.
Когда ведущий и ведомый валы движутся равномерно, диски устройства вращаются с одной скоростью. В таком случае жидкость внутри конструкции не перемешивается, а значит, температура остаётся на том же уровне. Как результат давление не растёт, и диски не склеиваются между собой.
Но стоит одному валу начать вращаться немного быстрее другого, как всё кардинально меняется. Диски вискомуфты начинают двигаться совсем по-другому. В результате жидкость эффективно перемешивается. Из-за этого вязкость возрастает.
Между частицами жидкости возникает сила трения. Как результат угловые скорости каждого из дисков уравниваются. Если дифференциал скоростей двух типов дисков вискомуфты слишком велик — жидкость становится практически твёрдой.
Важно! При таком положении дел устройство блокируется. В свою очередь, крутящий момент, который передаётся через пластины, достигает возможного максимума.
Где используется
Начнём с того, что на серийных автомобилях вискомуфта практически не используется как осевой дифференциал. Несмотря на это, применение устройства возможно в роли автоматической блокировки шестеренчатого осевого дифференциала. Подобная технология применяется на таких автомобилях, как Lancia Thema. Но стоит признать, что подобный вариант использования довольно редок.
В большинстве случаев устройство необходимо как межосевой самоблокирующийся дифференциал. Подобный агрегат нужен автомобилям формата 4x4. Самые известные машины, где использовалась данная технология это Jeep Grand Cherokee и Range Rover HSE.
Внимание! В упомянутых выше автомобилях устройство вискомуфты играло роль дополнительного механизма, который отвечал за автоблокировку.
Использование устройства в автомобиле помогает синхронизировать крутящий момент между передним и задним мостом. К тому же стоимость этого агрегата более чем доступная, особенно в сравнении с альтернативными устройствами.
Также стоит отметить, что использование вискомуфты оправдано при обычных условиях эксплуатации. Дело в том, что характеристик этого устройства, его скорости и точности более чем достаточно, когда машина движется по обычной дороге. Если речь заходит о езде по бездорожью, то придётся задуматься об альтернативе.
Важно! В обычном режиме езды вискомуфта не допускает проскальзывания одних колёс относительно других. Устройство отлично справляется со своей работой.
Тем не менее использование устройства в современных автомобилях, оснащённых системой ABS, сопряжено с рядом технических трудностей. Поэтому автопроизводители выбирают принудительно управляемые муфты.
Решение проблемы с ABS
Несмотря на то, что большинство производителей отказались от использования вискомуфты в своих автомобилях с ABS были и те, которые попытались найти выход из данной ситуации. Стоит признать, что у них это получилось.
Проблема помех, создаваемых устройством, при работе была решена за счёт того, что в конструкцию были внедрены дополнительные механизмы. Одним из самых распространённых считается «выключатель».
Данное устройство работает следующим образом. При необходимости вискомуфта выключается из схемы работы трансмиссии. Система безопасности срабатывает в момент, когда помехи начинают влиять на ABS.
Недостатки и преимущества
Любое устройство имеет свои преимущества и недостатки. Не стала исключением и вискомуфта. Самый главный недостаток выплывает из основной конструкционной особенности агрегата.
Вязкость жидкости, находящейся внутри вискомуфты, напрямую зависит от скорости перемешивания. Вот только линейной зависимости между скоростью и вязкостью нет. Фактически автомобилестроители могут лишь на основе приблизительных данных рассчитать эффективность устройства.
Внимание! Из-за невозможности провести точные математические расчёты коэффициент торможения диска просчитать нельзя.
Эффективность самоблокирующих дифференциалов, оснащённых вискомуфтами не особенно велика. Как результат, устройство без шестеренчатого дифференциала в современных машинах просто не применяется. К другим недостаткам можно причислить:
- громоздкость конструкции,
- уменьшение клиренса авто,
- увеличение габаритов ведущего моста.
Последние два недостатка устройства выплывают из первого. Само собой, устройство имеет и свои достоинства, вот основные из них:
- простая конструкция,
- отсутствие необходимости в обслуживании,
- надёжность.
Использование вискомуфты в конструкции авто позволяет сэкономить на себестоимости. Но это возможно только в том случае, если в проекте допускается некий разброс ключевых параметров. К примеру, при условии, что задачей конструкторов будет установка устройства, корпус которого должен свободно выдерживать давление до 15 атмосфер, то никаких сложностей не будет.
Какие бывают вискомуфты
Правильнее всего классифицировать вискомуфты в зависимости от особенностей установки. Данные устройства могут устанавливаться в виде отдельных узлов или в комбинации с обычными дифференциалами. В первую очередь на выбор влияет тип трансмиссии.
Если в качестве примера брать полный привод, то в нём устройство вискомуфты совмещено с межосевым дифференциалом. Если же брать конструкцию с автоматическим включением, то вискомуфта будет стоять автономно.
В автономном варианте придаточные числа мостов подбираются так, чтобы диски вискомуфты имели разную скорость вращения. Подобное распределение позволяет устройству передавать на одну ось 95 процентов крутящего момента, а на вторую - пять. Также в наличии возможность работы в предстартовом режиме.
Внимание! Скорость реакции вискомуфты такой вариации значительно увеличивается. Как результат - активация элементов полного привода становится намного быстрее.
Вискомуфта вентилятора охлаждения
Агрегат применяется не только в конструкции трансмиссии, но и в системах охлаждения. Термостат помогает охлаждающей жидкости перемещаться по кругу, таким образом обеспечивая нужный уровень охлаждения.
Антифриз поступает в радиатор. В это момент должен включиться вентилятор вискомуфты. За обеспечение включения в нужный момент отвечает вискомуфта. Корпус устройства имеет несколько ёмкостей. В них также находится жидкость. Конструкция включает в себя клапан. Он обеспечивает перетекание жидкости.
Если температура двигателя мала, диски выдавливают вязкую субстанцию в резервную ёмкость. В данном режиме работы сцепление между дисками находится на низком уровне. Вся система работает с сильным проскальзыванием. Естественно, обдув радиатора отсутствует.
Как только двигатель нагревается — ситуация кардинально меняется. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость в радиатор. В результате чего он греется. Тёплый воздух, исходящий от этой детали влияет на биметаллическую пластину вискомуфты. Она выгибается. Это приводит к перекрытию отверстия клапана.
Дальнейший процесс работы довольно прост. Из-за повышения температуры вязкость жидкости увеличивается. Соответственно уменьшается проскальзывание. Также блокируется крыльчатка. Охлаждённый воздух направляется на радиатор и тот остывает.
Ремонт вискомуфты
Сразу нужно сделать одно важное заявление. Вискомуфта, установленная на трансмиссии, ремонту не подлежит. Совсем другое дело устройство, отвечающее за охлаждение. Его отремонтировать можно.
О поломке данной детали говорит перегрев мотора. Особенно сильно это заметно в жаркие дни. Чаще всего наиболее явно данная проблема проявляется на подъёмах. Неправильная работа агрегата в большинстве случаев связана с тем, что один из дисков входит в контакт с внутренней поверхностью корпуса. Результат — вращение без скольжения.
Вначале ремонта вам придётся демонтировать агрегат. Потом перед вами будет два возможных пути действия. В первом варианте нужно просверлить несколько дырок в корпусе и вставить туда болты. Это будет что-то вроде временной блокировки устройства. К сожалению, это временная мера.
Второй путь позволит вам навсегда забыть о перегреве, всё что нужно — это дозаправить агрегат. Единственный недостаток — силиконовое масло так просто не достать. Мало того, не во всех корпусах есть заправочное отверстие, поэтому его придётся сделать самостоятельно.
Вискомуфта имеет несколько применений. В первом случае она передаёт крутящий момент, а также осуществляет его выравнивание. Также возможно использование в системе охлаждения автомобиля.
На видео подробно о вискомуфте:
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.
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 рисунок
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 рисунок
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.
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.
Сейчас большую популярность на автомобильном рынке получили кроссоверы. Они имеют как полный, так и монопривод. Подключается он при помощи такого устройства, как вискомуфта. Принцип работы агрегата - далее в нашей статье.
Характеристика
Итак, что собой представляет данный элемент? Вискомуфта - это автоматический механизм для передачи крутящего момента посредством специальных жидкостей. Стоит отметить, что принцип работы вискомуфты полного привода и вентилятора одинаков.
Таким образом, крутящий момент на обоих элементах передается при помощи рабочей жидкости. Ниже мы рассмотрим, что она собой представляет.
Что внутри?
Внутри корпуса муфты используется жидкость на силиконовой основе. Она имеет особенные свойства. Если ее не вращать и не нагревать, то она остается в жидком состоянии. Как только поступает энергия крутящего момента, она расширяется и становится очень плотной. С повышением температуры она похожа на застывший клей. Как только температура падает, вещество превращается в жидкость. Кстати, она залита на весь срок эксплуатации.
Как работает?
Какой у изделия под названием "вискомуфта" принцип работы? По алгоритму действий она похожа на гидравлический трансформатор автоматической коробки. Здесь также крутящий момент передается при помощи жидкости (но только посредством трансмиссионного масла). Существует две разновидности вискомуфт. Ниже мы их рассмотрим.
Первый тип: крыльчатка
Он включает в себя металический замкнутый корпус. Принцип работы вискомуфты (вентилятора охлаждения в том числе) заключается в действии двух турбинных колес. Они расположены друг напротив друга. Одно находится на ведущем валу, второе - на ведомом. Корпус заполнен жидкостью на основе силикона.
Когда эти валы вращаются с одинаковой частотой, перемешивания состава не происходит. Но как только появляется пробуксовка, температура внутри корпуса растет. Жидкость становится гуще. Таким образом, ведущее турбинное колесо входит в сцепление с осью. Подключается Как только машина покинула бездорожье, скорость вращения крыльчаток восстанавливается. С падением температуры снижается плотность жидкости. В автомобиле отключается полный привод.
Второй тип: дисковый
Здесь тоже имеется замкнутый корпус. Однако в отличие от первого типа, здесь имеется группа плоских дисков на ведущем и ведомом валу. Какой имеет эта вискомуфта принцип работы? Диски вращаются в силиконовой жидкости. Как только температура растет, она расширяется и прижимает эти элементы.
Муфта начинает передавать крутящий момент на вторую ось. Так происходит только в том случае, когда машина забуксовала и имеется разная частота вращения колес (пока одни стоят, вторые буксуют). В обеих типах не используются автоматические электронные системы. Устройство работает от энергии вращения. Поэтому вискомуфта вентилятора и полного привода отличается долгим сроком службы.
Где используется?
Сперва отметим вниманием элемент, который используется в системе охлаждения двигателя. Принцип работы вискомуфты вентилятора основан на работе коленчатого вала. Сама муфта крепится на шток и имеет Чем выше обороты коленчатого вала, тем сильнее разогревалась жидкость в муфте. Таким образом, связь становилась жестче, и элемент с вентилятором начинал вращаться, охлаждая двигатель и радиатор.
С падением оборотов и снижением температуры жидкости муфта прекращает свою работу. Стоит отметить, что вискомуфта вентилятора больше не используется. На современных двигателях применяют электронные крыльчатки с датчиком температуры ОЖ. Они больше не связаны с коленчатым валом и работают отдельно от него.
Полный привод и вискомуфта
Принцип работы ее такой же, как и у вентилятора. Однако размещается деталь не в подкапотном пространстве, а под днищем автомобиля. И, в отличие от первого типа, вискомуфта полного привода не теряет своей популярности.
Сейчас ее устанавливают на многие кроссоверы и внедорожники с отключаемым приводом. Некоторые используют электромеханические аналоги. Но они гораздо дороже и менее практичны. Среди достойных конкурентов следует отметить разве что механическую блокировку, которая есть на «Ниве» и «УАЗах». Но ввиду урбанизации, производители отказались от настоящей блокировки, которая жестко соединяет обе оси и повышает проходимость автомобиля. Водитель сам может выбрать, когда ему требуется полный привод. Если требуется преодолеть бездорожье «паркетнику», он быстро застрянет и уже после пробуксовок у него заработает задняя ось. Но выбраться из сильной грязи ему это не поможет.
Преимущества
Давайте рассмотрим положительные стороны вискомуфты:
- Простота конструкции. Внутри используется всего несколько крыльчаток или дисков. И все это приводится в действие без электроники, путем физического расширения жидкости.
- Дешевизна. За счет простой конструкции вискомуфта практически не влияет на стоимость автомобиля (если это касается опции «полный привод»).
- Надежность. Муфта имеет прочный корпус, который выдерживает давление до 20 килограмм на квадратный сантиметр. Устанавливается на весь срок службы и не требует периодической замены рабочей жидкости.
- Может работать в любых дорожных условиях. Она не дает пробуксовку на грязи или при движении по снегу. Внешняя температура не имеет значения для нагрева рабочей жидкости.
Недостатки
Стоит отметить отсутствие ремонтопригодности. Вискомуфта устанавливается навсегда.
И если она вышла из строя (например, из-за механических деформаций), то меняется целиком. Также автолюбители жалуются на отсутствие возможности подключить полный привод самостоятельно. Муфта вводит вторую ось в зацепление только тогда, когда автомобиль уже «зарылся». Это не дает машине легко преодолевать грязевые или снежные препятствия. Следующий минус - низкий дорожный просвет. Для узла необходим большой корпус. А если использовать маленькую вискомуфту, она не будет передавать нужное усилие крутящего момента. И последний недостаток - боязнь перегрева.
Долго буксовать на полном приводе нельзя. Иначе есть риск вывести из строя вискомуфту. Поэтому такой тип «нечестного» привода не приветствуется любителями офф-роуда. При длительных нагрузках, узел попросту заклинивает.
Заключение
Итак, мы выяснили, как работает вискомуфта полного привода и вентилятора. Как видите, устройство благодаря специальной жидкости может передавать крутящий момент в нужное время без привлечения дополнительных датчиков и систем. Это очень
