Вискомуфта – устройство, которое хоть и не очень широко, но применяется в автомобилях. К примеру, работают они на «паркетниках» с автоматически подключаемым полным приводом, используются в некоторых системах охлаждения. Поэтому иметь представление об их устройстве, принципе работы и проверке в случае неполадок полезно каждому автолюбителю.
Что такое вискомуфта?
Свое название деталь (происходит от латинского слова viscosus – вязкий) или вязкостная муфта (ВЗ) получила, благодаря использующемуся в ее работе главному принципу. Он заключается в передаче импульса движения между двумя элементами системы не за счет имеющейся между ними механической связи, а за счет вязкого трения.
Этот принцип позволяет поставить глубину связи и долю энергии, передаваемой от ведущего элемента к ведомому, в зависимость от рассогласования в движении. В качестве среды передачи энергии используется жидкость, вязкость которой изменяется в зависимости от интенсивности перемешивания и/или нагрева.
Работу вязкостной муфты иллюстрирует простой пример. В общий герметичный корпус помещены два диска, один из которых связан с ведущим валом, а другой – с ведомым. Расстояние между ними достаточно мало, но постоянной связи нет. Пространство между дисками заполняется дилатантной жидкостью (вязкость которой растет тем сильнее, чем интенсивнее в ней деформация сдвига, т.е. перемешивание),
Пока валы движутся согласованно (с одинаковой скоростью) вязкость наполняющей корпус жидкости мала, движение дисков не испытывает сопротивления и остается независимым. При изменении скорости одного из валов угловые скорости дисков друг относительно друга изменяются, слои жидкости между ними сдвигаются, начинается перемешивание. При этом увеличивается вязкость вещества, возрастает сила трения дисков об нее. Соответственно усилие от ведущего вала и закрепленного на нем диска (ускоряющее или тормозящее) передается на диск ведомого вала, за счет чего происходит выравнивание скоростей вращения.
Вязкость вещества возрастает тем больше, чем значительнее разница скоростей. При особо сильном рассогласовании происходит полая блокировка валов за счет того, что свойства дилатантной жидкости становятся аналогичны свойствам твердого тела.
Видео (основной принцип работы).
Виды вискомуфт.
В настоящее время в автомобилях используется 2 вида устройств:
- с постоянным объемом дилатантной жидкости;
- в которых рабочий объем вещества зависит от внешних условий.
Первые применяются в т.н. самоблокирующихся дифференциалах в трансмиссиях автомобилей, в том числе, для автоматического подключения полного привода.
Область применения вторых – системы охлаждения двигателей, здесь они используются для управления вентилятором.
Устройство и принцип действия вязкостных муфт для трансмиссий.
Одно из главных назначений детали, использующейся сегодня в автомобилестроении – автоматическое подключение полного привода.
Конструкция такого узла включает две группы круглых пластин – дисков с выступами и отверстиями. Одна группа пластин соединена с ведущим валом, другая – с ведомым. Ведущие и ведомые диски чередуются между собой, механической связи между ними нет. Вся эта конструкция помещается в герметичный корпус и заливается жидкостью на основе силикона.
Для использования в качестве самоблокирующегося межосевого дифференциала вискомуфта располагается между раздаточной коробкой и одной из осей автомобиля. Вторая ось имеет постоянную связь с двигателем.
Работа детали в трансмиссии.
При движении в штатном режиме на нормальном покрытии угловые скорости колес обеих осей одинаковы. Диски вязкостной муфты вращаются с равными скоростями, передача момента от двигателя к ведомой оси минимальна. Фактически, автомобиль становится полностью передне- или заднеприводным.
При движении по льду, снегу, грязи, неровностям синхронность вращения колес нарушается, вязкость жидкости в устройстве возрастает, увеличивая передачу вращающего момента на вторую ось. Теоретически, такая передача мощности в некоторых экстренных режимах может составлять до 100%, хотя, как правило, даже частичного подключения второй оси достаточно для безопасного преодоления проблемного участка.
Важно! Следует понимать, что вязкостная муфта ни в коем случае не является полноценным межосевым дифференциалом, обеспечивающим перераспределение крутящего момента двигателя на обе ведущие оси.
Использование детали оправдано на неровных покрытиях, при гололеде в городе или влажной трассе. При езде в условиях полного бездорожья запаздывание срабатывания такого самоблокирующегося дифференциала является недопустимым. Кроме того, постоянные нагрузки могут привести к перегреву жидкости в устройстве, потере ею рабочих свойств и полному самоблокированию, что чревато поломками других систем автомобиля.
В настоящее время на автомобилях с автоматически подключаемым полным приводом вискомуфты эксплуатируются в «предстартовом режиме». Для него характерна постоянная передача от 5% до 15% мощности двигателя на ведомую ось, что значительно снижает время реакции механизма.
Видео (работа устройства на автомобилях Hyundai Tucson JM и Kia Sportage FQ).
Использование вискомуфт для колес одной оси.
Возможен и другой вариант использования муфты – для колес одной оси. При таком применении устройство устанавливается между осевым дифференциалом и полуосью. В этом случае при прохождении поворотов или пробуксовке одного из колес устройство способствует перераспределению момента между ними, обеспечивая безопасное выполнение маневра или прохождение проблемного участка.
Существуют решения, в которых на колеса одной оси ставится пара деталей. Такая конструкция позволяет отказаться и от осевого (межколесного) дифференциала. При этом использование пары вискомуфт позволяет обеспечить все режимы – как дифференциальное вращение, так и блокировку колес оси.
Плюсы и минусы вискомуфт полного привода.
Как и любое устройство, ВЗ в полноприводных автомобилях имеют и достоинства, и недостатки.
Достоинства:
- Автоматическое подключение полного привода или взаимная блокировка колес оси, что значительно повышает проходимость и безопасность движения на сложных покрытиях;
- Простота технического решения и, соответственно, его дешевизна и надежность – производители, чаще всего выполняют устройства необслуживаемыми, рассчитывая на срок службы, равный сроку жизни автомобиля.
На практике пробег 90-100 тыс км (в тяжелых условиях и меньше) становится предельным из-за потери жидкостью своих свойств и неисправностей в других системах автомобиля. При таком пробеге рекомендуется замена устройства.
Недостатки:
- Запаздывание и нелинейность срабатывания не позволяют осуществлять абсолютный контроль за полным приводом;
- В большинстве случаев на автомобилях, оборудованных вискомуфтами, ручное включение/отключение второй ведущей оси не предусмотрено;
- Ограниченные размеры вносят ограничения на передачу крутящего момента, а также на возможности длительной работы в нагруженном состоянии (возможен перегрев и выход из строя);
- Совместная работа ВЗ и электронных систем типа ABS, ESP и аналогичных затруднена, поскольку решают они противоположные задачи.
Вискомуфта в системах охлаждения.
В системах охлаждения для управления вентилятором тоже используется ВЗ. Решает она одну из важных задач – подключение агрегата только в случае прогрева двигателя.
Конструкция ее включает:
- Корпус, жестко соединенный с вентилятором;
- Диск с крыльчаткой (оребрением), связанный с валом водяного насоса;
- Резервную емкость;
- Клапаны для перелива вещества и биметаллическую пластину или другой температурно-зависимый узел для управления клапанами.
Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения (ВО)?
Пока двигатель не прогрет, термостат направляет поток охлаждающей жидкости по малому кругу. В этом режиме вещество в вискомуфте выдавливается вращающимся диском в резервную емкость. Зацепление между диском и корпусом отсутствует, вентилятор не вращается.
Поступление охлаждающей жидкости в радиатор вызывает деформацию биметаллической пластины, срабатывание клапанов и накопление жидкости вязкостной муфты не в резервной емкости, а в пространстве между диском и корпусом. За счет вязкости происходит блокировка агрегата, на который передается мощность с вала. Вентилятор приходит во вращение, направляя воздушный поток на радиатор, обеспечивая снижение температуры ОЖ.
При остывании ее до уровня порога срабатывания температурно-зависимого узла открываются пути для перелива жидкости, сила вязкого трения между диском и корпусом уменьшается, вентилятор останавливается.
Проверка вискомуфты.
Любые подозрения о нештатной работе детали требуют немедленной проверки, поскольку ее неисправность может привести к серьезным поломкам основных систем.
Как проверить в трансмиссии?
Наиболее точные результаты дает проверка снятой с раздаточной коробки вискомуфты.
Для этого достаточно:
- Снять деталь;
- Провернуть шестерню дифференциала ключом с динамометром (или измерить усилие пружинным динамометром).
Усилие не должно превышать пределы, установленные производителем (найти можно в технических писаниях на устройство и справочниках по комплектующим).
Проверить деталь можно и не снимая ее. Для этого следует:
- вывесить колесо ведомой оси;
- попытаться его провернуть, измерив усилие динамометром;
- момент рассчитать по известному диаметру колеса
Если полученная величина не превышает заданных производителем пределов – деталь рабочая. Если же колесо не удалось провернуть вовсе – устройство необходимо срочно менять.
Видео пособие.
Как проверить вискомуфту ВО?
Проверка вязкостной муфты ВО не составляет особого труда:
- Завести двигатель «на холодную»;
- Через 30-60 с шум вентилятора уменьшится – он перейдет в холостой режим (в этот момент его можно остановить любым препятствием, например, свернутой газетой, но делать это не рекомендует техника безопасности);
- Через некоторое время при прогреве двигателя (контролируется по датчику температуры) вязкостная муфта начнет увеличивать скорость агрегата;
- При этом должна быть однозначная реакция на повышение оборотов двигателя – быстрее вращается двигатель – быстрее вращается вентилятор.
Проверить устройство можно и в движении (точнее, на стоянке среди дня). При повышении температуры на холостых оборотах – однозначно можно говорить о проблемах с вязкостной муфтой.
Видео (один из способов проверки).
В современных легковых автомобилях в системе охлаждения двигателя применяются электрические приводы вентилятора радиатора. На российских автодорогах можно встретить машины, оборудованные вискомуфтой, как средством привода вентилятора охлаждения радиатора.
Такие муфты, вследствие конструктивных особенностей, могут быть установлены только на автомобили с продольной установкой двигателя, то есть, с задним приводом. Большинство авто сейчас имеет передний привод, поэтому вискомуфту в системе охлаждения двигателя можно увидеть не часто.
Не на каждом СТО есть специалисты, которые знают как проверить вискомуфту вентилятора охлаждения на работоспособность, выполнить её техническое обслуживание и ремонт.
Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения
Данное устройство иногда именуют «вязкостная муфта». Ее ротор с помощью ременной передачи соединен со шкивом коленчатого вала двигателя. На некоторых автомобилях она устанавливается непосредственно на вал коленвала или распредвала.
Конструкция вискомуфты имеет два диска, находящихся на близком расстоянии друг с другом, но механически не связанных между собой. Они расположены в закрытой полости. Один из дисков механически соединен с ротором привода и коленвалом (распредвалом). Другой диск приводит во вращение крыльчатку вентилятора, охлаждающего радиатор. Так как диски механически никак не связаны, то теоретически вращение двигателя передаваться на вентилятор не будет, он будет неподвижен.
Видео — что такое визкомуфта и её принцип работы:
При нагревании вязкостной муфты изменяются геометрические размеры биметаллической пластины, которая в ней установлена. Она открывает канал для поступления в полость, где находятся диски, вязких гели или масла, которые по мере заполнения полости вязко связывает диски. Для большего зацепления на дисках расположены дополнительные ребра или гребни, которые увеличивают степень зацепления. Таким образом, обеспечивается «вязкое» зацепление между дисками, соответственно, вращательный момент двигателя передается вентилятору радиатора, обеспечивается его охлаждение.
Видео — как работает вискомуфта вентилятора охлаждения:
По мере остывания, гель откачивается из камеры под действием центробежных сил, и вязкое соединение прекращается.
Типовая конструкция вискосуфты, изображенная на рисунке, позволяет легче понять принцип её работы:
1 — пружина;
2 — биметаллическая пластина;
3,4 — впускные каналы B и А;
5 — камера;
6,7 — возвратные каналы;
8 – задняя пружина;
9 – передний резервуар;
10,16 — роторы;
11 — корпус;
12 — вал ротора;
13 — корпус подшипника;
14 — задний резервуар;
15 — задняя пластина;
17 — передняя пластина;
18 — крышка.
В целом конструкция довольно сложная, поэтому стоимость новой вискомуфты высока.
В некоторых случаях при неисправности вязкостной муфты, не позволяющей произвести ее восстановление, при отсутствии аналогов автовладельцы вынуждены переоборудовать автомобиль на систему с электровентилятором.
Основные причины неисправности
Если производить своевременное регламентное обслуживание вискомуфты, ее ресурс составляет не менее 200.000 километров пробега. Учитывая, что большинство автомобилей, на которых установлены такие приводы, имеют солидный пробег, владельцы этих авто сталкивались с проблемами вискомуфт не раз.
К основным причинам неисправности можно отнести:
- естественный износ;
- изменение параметров биметаллических пластин;
- износ подшипника;
- биения крыльчатки вентиляторов (частичное разрушение крыльчатки);
- вытекание геля, несвоевременная заправка, изменение структуры геля;
- механические повреждения.
Также преждевременному отказу от работы может сопутствовать засорение зоны обдува ячеек радиатора, загрязнение конструкции самой муфты.
Признаки неисправности
Главный признак неисправности вискомуфты – перегревание двигателя . Это происходит, в основном, если вытек гель, либо не вовремя срабатывает биметаллическая пластина. В таком случае, вентилятор при повышении температуры двигателя не начинает вращаться либо вращается на малых оборотах, не обеспечивая нормальное охлаждение радиатора.
Обратная неисправность, когда вентилятор начинает вращаться на непрогретом двигателе, часто происходит при изменении физических параметров геля, выходе из строя многочисленных узлов вискомуфты, застывании смазки.
Преимущества и недостатки
Неисправность системы охлаждения является критической неисправностью автомобиля, при которой дальнейшее самостоятельное движение продолжать невозможно. Поэтому основная потребительская характеристика вискомуфты – надежность. С этой позиции, она выше, чем в случае электропривода вентилятора радиатора.
Многим автовладельцам знакома проблема, когда после зимнего сезона приходится ремонтировать электроприводы вентиляторов радиатора, электронную схему управления системой охлаждения двигателя. В системе вязкостной муфты электрики и электроники нет, это большой плюс.
Другим преимуществом вискомуфты является большая мощность, которую она может обеспечить на валу вентилятора. Теоретически эта мощность может быть равна всей мощности на валу двигателя внутреннего сгорания, то есть несколько киловатт. Электродвигатели вентиляторов радиатора легковых автомобилей имеют мощность порядка нескольких десятков Ватт. Поэтому в мощной сельскохозяйственной, строительной, военной технике до сих пор не отказались от применения вискомуфт.
Недостатки вискомуфты:
- сложность технического исполнения, трудность ремонта, проще и дешевле заменить её агрегатно (целиком);
- имеет большую массу, оказывает механическую нагрузку на вал;
- контроль температуры её включения не обладает достаточной точностью;
- повышенная шумность на высоких оборотах двигателя;
- при проведении регламентных работ необходимо производить заправку (дозаправку) вискомуфты гелем или маслом определенной вязкости, такие технические характеристики в справочниках найти сложно;
- дополнительный отбор мощности двигателя.
Эти и другие недостатки практически вытеснили вязкостные муфты из систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей.
Восстановление работоспособности системы охлаждения двигателя
В случае отказа работы вискомуфты в первую очередь следует произвести её дозаправку маслом или гелем. Точных рекомендаций на этот счет нет, обычно приходится экспериментировать.
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.
Видео — замена вискомуфты на электровентилятор на BMW:
Можно установить электрическую систему охлаждения по упрощенному сценарию. Для этого понадобятся следующие комплектующие:
- 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.
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.
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:
Многие владельцы транспортных средств, которые оборудованы «неполным» приводом (который в какой-то момент становится полным) слышали о вискомуфте (то есть, вязкостной муфте), но имеют весьма смутное представление о принципе работы подобного узла. В нашей статье мы попробуем кратко и доходчиво рассказать об устройстве этой составной части трансмиссии и алгоритме ее функционирования.
Конструктивно вязкостная муфта (ВМ) представляет собой герметичный корпус, как правило, цилиндрической формы. Внутри него установлены круглые перфорированные стальные диски (с небольшим зазором между ними). Половина этих пластин соединена с ведущим (входным) валом, остальные – с ведомым (выходным). Причем диски имеют различную геометрию отверстий. На входном валу установлены пластины с прорезями, на выходном – с «дырками». Диски внутри корпуса установлены так, что они чередуются: сначала один «ведущий», затем один «ведомый» и так далее. Механически оба вала не связаны между собой.
Весь внутренний объем (и промежутки между дисками) заполнен специальной жидкостью (так называемым силиконовым маслом) на основе полидиметилсилоксана.
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.
Основные неисправности Вискомуфт
Сразу же стоит отметить, что производители автомобилей, оборудованных вискомуфтами, указывают в технической документации, что этот узел не подлежит ремонту, и в случае перебоев в его работе он подлежит замене на новый.
Две основные неисправности, которые могут возникнуть при эксплуатации ВМ:
- Нарушение герметичности корпуса изделия, вследствие чего из него вытекает силиконовое масло. В этом случае вискомуфта просто перестает работать, и не «включает» режим временного полного привода или не блокирует дифференциал.
- Затвердение силиконовой жидкости и, как следствие, утрата своих «уникальных» свойств (это может произойти из-за частых перегревов агрегата, например, при постоянной езде по бездорожью). Приводит подобная неисправность к тому, что оба вала находятся в постоянном зацеплении. Но, элементы трансмиссии (редуктор ведущего моста, КПП и так далее) автомобилей с временно подключаемым полным приводом изначально не рассчитаны на такие постоянные повышенные нагрузки и могут быстро выйти из строя. Поэтому при первых признаках того, что жидкость «перешла» в твердое состояние, вискомуфту необходимо срочно заменить. Бездействие может привести к весьма дорогостоящему ремонту.
Достоинства и недостатки
Среди достоинств ВМ следует отметить:
- Простоту конструкции. Действительно, автоматическое включение узла в работу происходит без использования каких-либо специальных датчиков (измеряющих скорость вращения колес) или электронного блока управления.
- Невысокую стоимость.
- Долговечность. При соблюдении правил эксплуатации, рекомендованных производителем, срок службы вязкостной муфты рассчитан на весь период «жизни» автомобиля.
- Отсутствие необходимости периодического технического обслуживания.
- Высокую прочность корпуса. Его конструкция может выдерживать давление даже в 15÷20 атм (увеличение происходит из-за нагрева и расширения жидкости).
А теперь о недостатках:
- Инерционность срабатывания. Прежде, чем вискомуфта автоматически «подключит» в работу полный привод, проходит определенное (хотя и незначительное) время, необходимое для увеличения вязкости силиконовой жидкости и «зацепления» валов.
- Ремонтопригодность (а вернее ее отсутствие). Изделие является одноразовым и при поломке подлежит замене.
- Зависимость эффективности работы подключаемого полного привода от интенсивности пробуксовки ведущих колес.
- Невозможность непрерывной длительной эксплуатации в условиях бездорожья.
