Urządzenie sprzęgające wiskotyczne jest tak samo proste, jak i genialne. Trudno uwierzyć, że od jego wynalezienia minęło już ponad 100 lat. Rozpowszechnił się dopiero 50 lat później, kiedy zaczęto go instalować w samochodach sportowych. Producenci pojazdów z napędem na wszystkie koła docenili zasadniczo nowy system i od tego czasu jest on szeroko stosowany w napędzie SUV-ów.
Dziś sprzęgło wiskotyczne jest elementem samoblokującego mechanizmu różnicowego i napędu na wszystkie koła.

Co to jest sprzęgło wiskotyczne i dlaczego jest potrzebne?

Sprzęgło wiskotyczne (jak to się oficjalnie nazywa) to element przekładni, który przenosi moment obrotowy z jednego wału na drugi. Z reguły służy jako centralny mechanizm różnicowy, gdzie może pracować niezależnie lub w połączeniu z wolnym mechanizmem różnicowym.

Lepkie urządzenie sprzęgające

„Płyn roboczy” sprzęgła wiskotycznego to ciecz o specjalnych właściwościach, dlatego w mechanizmie prawie nie ma tarcia mechanicznego. Obsługa sprzęgła wiskotycznego nie wymaga udziału kierowcy, działa samoczynnie w odpowiednim momencie, bez żadnej kontroli.

Zadaniem sprzęgła wiskotycznego jest automatyczna synchronizacja prędkości obrotowej wałów przedniej i tylnej osi. Uruchamia się, gdy jedno lub oba koła na jednej osi zwisają (poślizg), a ich prędkość obrotowa gwałtownie wzrasta w stosunku do drugiej osi. Zadaniem sprzęgła wiskotycznego jest wyrównywanie prędkości kątowych poprzez całkowite lub częściowe zablokowanie osi „problematycznej” i przeniesienie momentu obrotowego na tę, która ma lepszą przyczepność do nawierzchni.

Zastosowanie sprzęgieł wiskotycznych

Sprzęgło wiskotyczne sprawdziło się doskonale w pojazdach terenowych eksploatowanych w trudnym terenie. Od dawna jest montowany w pojazdach terenowych jako samoblokujący centralny mechanizm różnicowy. Jednocześnie prawie nigdy nie stosowano sprzęgła wiskotycznego jako osiowego mechanizmu różnicowego; w tym celu stosowano inne urządzenia.

Niska cena i doskonała niezawodność sprawiły, że sprzęgła wiskotyczne są poszukiwane wśród większości entuzjastów sportów terenowych. Nawet bardziej nowoczesne typy przekładni nie zmusiły fanów do porzucenia wygodnego i prostego mechanizmu.

Aby zrozumieć, dlaczego ta część jest potrzebna, należy pamiętać o zasadzie działania napędu na wszystkie koła typu plug-in: aktywuje się ona, gdy zaczynają się problemy.

Konstrukcja i zasada działania

Zasada działania sprzęgła wiskotycznego opiera się na przenoszeniu obrotu wykorzystując lepkie właściwości płynu. To sprawia, że ​​sprzęgło wiskotyczne zasadniczo różni się od np. przemiennika momentu obrotowego, który wykorzystuje ruch płynu, czyli jego właściwości dynamiczne.

Sprzęgło wiskotyczne to obudowa, w której znajduje się pakiet dysków. Tarcze są sztywno połączone z wałami i ułożone naprzemiennie: jedna tarcza pierwszego wału, druga - drugiego, trzecia - ponownie pierwszego itd. Odległości pomiędzy dyskami są minimalne. Cała ta struktura wypełniona jest specjalnym płynem na bazie silikonu, który ma ciekawą właściwość: przy aktywnym mieszaniu lub podgrzewaniu staje się bardziej lepki. Przy bardzo szybkim ruchu, gdy wzrasta siła oporu hydrodynamicznego, nabiera właściwości ciała stałego; gdy zwalnia, natychmiast staje się bardziej płynny. Zasada działania jest wyraźnie pokazana na poniższym filmie.

Proces sprzęgania lepkiego wygląda mniej więcej tak:

1. Samochód jedzie po płaskiej, dobrej drodze. Obie osie obracają się z tą samą prędkością. Wewnątrz sprzęgła wiskotycznego pakiety tarcz, osadzone naprzemiennie na jednym i drugim wale, również obracają się z tą samą prędkością, nie obracając się względem siebie. W tym przypadku sprzęgło wiskotyczne jest „wyłączane”, to znaczy moment obrotowy z osi napędowej nie jest przez nią przenoszony na napędzaną (z wyjątkiem około 12-15%, które z powodu przepłynie do drugiej osi do lepkości płynu roboczego);
2. Koła na osi prowadzącej zaczynają się ślizgać, ale na drugiej osi zatrzymują się lub prawie się zatrzymują. W tym przypadku płyty jednego wału stoją nieruchomo, a drugi obraca się bardzo szybko. W tym „blenderze” ciecz zaczyna się poruszać, nagrzewa się i gęstnieje. Zagęszczona ciecz splata ze sobą płytki obu wałów, a im większa jest różnica w ich prędkościach, tym szybciej to się dzieje;
3. Po włączeniu sprzęgła moment obrotowy z osi napędowej (która szybko się ślizga i obraca) jest przenoszony na oś napędzaną, a jej koła zaczynają się poruszać. W razie potrzeby na oś napędzaną dostarczane jest prawie 100% momentu obrotowego, czyli zmienia się napęd;
4. Podczas jazdy po normalnej drodze obrót tarcz sprzęgła względem siebie zatrzymuje się, płyn staje się mniej lepki, a napęd na wszystkie koła wyłącza się.

Sprzęgło wiskotyczne działa szybko, ale delikatnie: 0,2 sekundy wystarczy, aby całkowicie zablokować jedną oś. W takim przypadku nie występują szarpnięcia, urządzenie nie powoduje niepotrzebnego obciążenia przekładni.

Zalety i wady, zalety i wady

Sprzęgło wiskotyczne ma wiele zalet:

1. Bardzo prosta konstrukcja, która nie wymaga żadnej konfiguracji ani modyfikacji. Nie ma tarcia mechanicznego, a zatem nie ma specjalnego zużycia;
2. Możliwość wykonania trwałego, szczelnego etui;
3. Nie wymaga regularnej konserwacji: bez dodawania oleju, monitorowania poziomu płynów itp. Sprzęgło lepkie działa bardzo długo;
4. Jeśli się zepsuje, łatwo go wymienić: jego koszt jest niski, a sama praca nie jest zbyt skomplikowana.

Istnieją jednak również wady, które zmusiły współczesnych producentów samochodów do porzucenia stosowania sprzęgieł wiskotycznych na rzecz nowego sprzęgła Haldex:

1. Nie ma możliwości ręcznego zablokowania. Jest to dość nieprzyjemna sytuacja dla jeeperów, którzy są przyzwyczajeni do pełnej sterowności swoich pojazdów;
2. W rezultacie niemożliwe jest sterowanie napędem;
3. Automatyczne blokowanie nie jest stuprocentowe. Wyjaśnia to właściwości cieczy: aby szczelnie blokowała jedną oś, różnica prędkości obrotowej musi być dość duża. W rzeczywistych warunkach nie zawsze tak jest, co oznacza, że ​​część mocy silnika jest marnowana;
4. Stosunkowo powolna reakcja. Nawet ułamki sekund na drodze są ważne;
5. Niekompatybilność z systemem ABS, a to już poważne. I do tego stopnia, że ​​głównie z tego powodu sprzęgła wiskotyczne zaczęły odchodzić do przeszłości;
6. Przegrzanie podczas długotrwałej aktywnej pracy;
7. Sprzęgła do samochodów o dużej mocy ze względu na swój rozmiar za bardzo wystają pod podłogę. Rzeczywisty prześwit zmniejsza się i pojawia się słaby punkt.

Ogólnie rzecz biorąc, sprzęgło wiskotyczne sprawdzało się dobrze w swoim czasie. W przypadku samochodów, które nie były wypchane elektroniką od kół po dach, takie urządzenie było naprawdę wygodne i funkcjonalne.
Obecnie prawie nikt nie instaluje sprzęgieł wiskotycznych w nowych SUV-ach. Projektanci preferowali sterowane elektronicznie sprzęgło Haldex. Świetnie współpracuje z ABSem, działa błyskawicznie i jest generalnie urządzeniem nowocześniejszym i bardziej zaawansowanym technologicznie.

W ostatnim czasie coraz większą popularnością cieszą się crossovery, czyli tak zwane SUV-y. Samochody te różnią się od prawdziwych SUV-ów nie tylko brakiem ramy nośnej (tutaj funkcję tę pełni nadwozie), ale także „nieuczciwym” napędem na wszystkie koła z elektronicznymi zamkami. Co więcej, łączy się automatycznie. Do połączenia obu osi stosuje się sprzęgło wiskotyczne. Nie każdy kierowca wie, co to za element. W dzisiejszym artykule przyjrzymy się temu mechanizmowi bardziej szczegółowo.

Charakterystyka

Do czego służy sprzęgło wiskotyczne? Co to za mechanizm?

Sprzęgło wiskotyczne to urządzenie do automatycznego przenoszenia momentu obrotowego poprzez właściwości lepkie. Inaczej mówiąc, połączenie drugiej osi samochodu odbywa się poprzez zmianę gęstości cieczy wlewanej do wnętrza tego sprzęgu.

Jaki płyn

Umieszczony jest w zamkniętej obudowie urządzenia zwanej sprzęgłem wiskotycznym. Co to jest? Wewnątrz złącza znajduje się płyn dylatacyjny wykonany na bazie silikonu.

Ma specjalne właściwości. W stanie spokojnym jest płynny. Ale gdy tylko cząsteczki zostaną zmieszane, zmienia swoją gęstość. Płyn dylatacyjny uzupełniany jest przez cały okres użytkowania mechanizmu.

Konstrukcja i zasada działania

Sprzęgło wiskotyczne działa na tej samej zasadzie, co przemiennik momentu obrotowego w automatycznej skrzyni biegów. W obu przypadkach moment obrotowy przenoszony jest przez płyn. Jednak sprzęgło jest zaprojektowane nieco inaczej niż przemiennik momentu obrotowego. Jest to hermetyczna obudowa. Wewnątrz obracają się wirniki napędzające i napędzane (dwie turbiny). Kiedy wały kół obracają się synchronicznie, kompozycja wewnątrz jest w stanie płynnym. Gdy tylko jedna oś się poślizgnie, moment obrotowy z jednej turbiny przenoszony jest na drugą. Ciecz miesza się i staje się stała. W ten sposób zostaje wznowione przenoszenie momentu obrotowego na oś. Gdy tylko samochód pokona przeszkodę, mieszanie ustaje. Moment obrotowy jest ponownie przenoszony na jedną oś.

Ale to nie jest pojedynczy schemat projektowy sprzęgła wiskotycznego. Niektóre zamiast turbin mają napędzające i napędzane tarcze cierne (patrz zdjęcie poniżej).

Działają na tej samej zasadzie. Do środka wlewa się również płyn dylatacyjny. Kiedy wały obracają się z różnymi prędkościami, miesza się i staje się gęsty (i rozszerza się). Zatem moment obrotowy jest wyrównany, a oba koła (przednie i tylne) obracają się równomiernie. W wyniku rozszerzania się płynu tarcze napędzane i napędowe dociskają się do siebie.

Jak widać mechanizm jest dość prosty. Element wytrzymuje dość długo, więc naprawa sprzęgła wiskotycznego może wkrótce nie być konieczna.

Gdzie jest używany?

Istnieją dwa główne obszary, w których stosuje się sprzęgło wiskotyczne. Co to za sfery? Poniżej przyjrzymy się im:

• System chłodzenia. Sprzęgło wiskotyczne służy do wymuszonego chłodzenia chłodnicy. Mechanizm jest zamontowany na drążku i napędzany z wału korbowego za pomocą napędu pasowego. Wentylator wielołopatkowy jest zainstalowany na górze części. Jak to działa? Im bardziej koło pasowe się obraca, tym szybciej płyn gęstnieje w sprzęgle. Zatem przy średnich i wysokich prędkościach chłodnica silnika jest zmuszona ostygnąć. Wraz ze spadkiem prędkości wymiennik ciepła chłodzi się w sposób naturalny. Wentylator przestaje działać. Obecnie ta metoda chłodzenia praktycznie nie jest stosowana. Sprzęgło wiskotyczne zastąpiono wentylatorami elektrycznymi. Napędzane są przez czujnik temperatury silnika. Element nie jest połączony z wałem korbowym silnika i jest bardziej zaawansowany technologicznie.
• Połączenie napędu na wszystkie koła. A jeśli w pierwszym przypadku problem uda się rozwiązać elektronicznie, to nie będzie możliwości przeniesienia w ten sposób momentu obrotowego na drugą oś. Dlatego głównym obszarem zastosowań sprzęgieł wiskotycznych są zwrotnice.

Zalety

Jakie są zalety tego mechanizmu? Przyjrzyjmy się kilku z nich:

• Prostota projektu. Urządzenie zawiera ciecz oraz dwie turbiny (lub dyski) szczelnie zamknięte w obudowie.
• Wytrzymałość. Obudowa w sprzęgle jest w stanie wytrzymać ciśnienie do 20 atmosfer. Dlatego nie należy się obawiać, że pewnego dnia płyn wycieknie z zewnątrz.
• Praktyczność. Może pracować zarówno na drodze gruntowej, jak i na asfalcie (np. jeśli zaczniesz od poślizgu). Nie wymaga elektroniki. Napęd jest podłączany i odłączany automatycznie.

Wady

Pomimo tak znaczących zalet warto zwrócić uwagę na wady sprzęgła wiskotycznego:

• Niska łatwość konserwacji. W przypadku awarii sprzęgło wiskotyczne wymieniane jest całkowicie na nowe. Koszt takiej części jest dość wysoki. Sprzęgło wiskotyczne nie jest naprawione.
• Niska wydajność napędu na wszystkie koła. Obydwa koła będą się obracać z tą samą prędkością tylko wtedy, gdy samochód będzie się mocno ślizgał. Nie ma tu mowy o sztywnej blokadzie międzyosiowej.
• Niemożność wymuszenia połączenia. Na przykład musisz przejść przez bród. Aby to zrobić, pożądane jest posiadanie stałego napędu na wszystkie koła. Jednak sprzęgło lepkie uniemożliwi to. Koła obrócą się całkowicie dopiero po zatrzymaniu się.
• Zmniejszony prześwit. Korpus mechanizmu jest dość duży, co stawia pod znakiem zapytania terenowe właściwości crossovera.
• Niska odporność na przegrzanie. Element nie może długo pracować w trybie napędu na wszystkie koła (zmieniają się właściwości płynu, zużywa się łożysko sprzęgła wiskotycznego). W przeciwnym razie zakończy się to niepowodzeniem. Dlatego nie należy przez dłuższy czas poślizgiwać się w terenie.

Demontaż sprzęgła wiskotycznego UAZ własnymi rękami

Przyjrzyjmy się, jak usunąć tę część wraz z wentylatorem, na przykładzie samochodów z fabryki samochodów w Uljanowsku. Dlatego dla wygody należy zdjąć osłonę chłodnicy i wentylatora (żaluzje). Następnie za pomocą klucza 12 mm odkręcić dwie śruby mocujące koło pasowe pompy. Uwaga: lepka nakrętka łącząca ma gwint lewoskrętny. Dlatego należy go odkręcić zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przykręcić w przeciwnym kierunku. Następnie za pomocą klucza 32 mm odkręć nakrętkę zabezpieczającą sprzęgło. Zapobiegaj obracaniu się koła pasowego wału korbowego. Jeśli nakrętkę trudno poruszyć, możesz użyć młotka. Delikatnie uderz klucz w kierunku przeciwnym. Następnie sprzęgło jest pomyślnie usuwane z wału pompy. Za pomocą klucza 13 odkręcamy 4 śruby mocujące. Wyjmujemy mechanizm i montujemy nowy.

Montaż elementu odbywa się w odwrotnej kolejności. Pręty śrubowe są wkręcane za pomocą cienkich szczypiec. Następnie montowane jest sprzęgło i ręcznie dokręcane są nakrętki mocujące. Nie ma potrzeby dokręcania śruby na samym sprzęgle. Napina się samoczynnie po uruchomieniu silnika.

Dowiedzieliśmy się więc, czym jest sprzęgło lepkie.

Automatyczną aktywację napędu na wszystkie koła crossovera zapewnia sprzęgło wiskotyczne, na które jest dziś zapotrzebowanie. Został wynaleziony na początku XX wieku w Ameryce, ale po raz pierwszy został zastosowany dopiero w 1964 roku. Teraz prawie co drugi miłośnik motoryzacji korzysta ze sprzęgła wiskotycznego.

Gdzie znajduje się sprzęgło wiskotyczne i za co odpowiada?

Ta część jest częścią przekładni. Cel - przenoszenie i stabilizacja momentu obrotowego. Funkcje te pełni lepki płyn. Znajduje się w części wału napędowego. W przekładniach jedna oś jest połączona z silnikiem, druga z mechanizmem różnicowym międzyosiowym - to ona przechodzi przez sprzęgło wiskotyczne. Odpowiada za aż 10% siły uciągu. Urządzenie zamknięte jest w metalowej obudowie zawierającej wiele perforowanych dysków. Są zaprojektowane tak, aby ruch tarcz napędzających i napędzanych odbywał się w niewielkiej odległości od siebie. Zamknięta obudowa wypełniona jest płynem silikonowym. Ma lepką strukturę, ale przy intensywnym mieszaniu może upłynnić się.

Integralność systemu można kwestionować, ponieważ nie ma regulacji zamykania dysków. Proces ten jest pozostawiony przypadkowi i zależy od stopnia zagęszczenia cieczy.

System ma inne wady:

• masywna konstrukcja;
• niemożność wymuszonej aktywacji;
• niska odporność na przegrzanie.

Kolejną wadą jest to, że sprzęgło nie włącza się od razu, ale po chwili. Nie ma to tak naprawdę znaczenia, jeśli urządzenie służy do włączania napędu wentylatora chłodnicy - ale gdy spędza się dużo czasu na włączaniu napędu na wszystkie koła, nie jest to już dobre.

Jak działa sprzęgło wiskotyczne?

Zasada działania sprzęgła wiskotycznego polega na zmianie stopnia gęstości cieczy, którą wypełniona jest obudowa. Im intensywniej jest wymieszany, tym staje się gęstszy. Gdy maszyna porusza się równomiernie, tarcze główna i napędzana poruszają się z tą samą prędkością i nie ma między nimi mieszania się cieczy. Kiedy wały (główny i napędzany) zaczynają się obracać z różnymi prędkościami, tarcze również obracają się nierównomiernie. Obrót tarcz napędowych w tym przypadku jest identyczny z obrotem wału głównego. Zwiększa się lepkość wypełniacza, co ułatwia przenoszenie momentu obrotowego z jednego wału na drugi.

Jeśli różnica prędkości dysków wzrośnie, lepkość wypełniacza również wzrośnie. Zablokuje to sprzęgło wiskotyczne. Jeśli część jest w napędzie na wszystkie koła, jej obecność ułatwia podłączenie tylnej osi, jeśli to konieczne. Jeżeli prędkość kątowa kół na różnych osiach nie jest zgodna, następuje uruchomienie mechanizmu i rozpoczyna się rozdział momentu obrotowego pomiędzy osiami. W ten sposób centralny mechanizm różnicowy blokuje się automatycznie.

Napęd na wszystkie koła jest potrzebny do jazdy po złej jakości nawierzchniach, na oblodzonej nawierzchni lub w mieście, ale nie nadaje się do całkowitego użytku w terenie. Wynika to z opóźnienia w rozpoczęciu pracy mechanizmu, gdy zmienia się przyczepność opon do drogi, co może ostatecznie doprowadzić do awarii mechanizmu. Sprzęgło może być bardzo przydatne do odciążenia kół podczas skręcania.

Sprzęgło wiskotyczne jest również stosowane w wentylatorze chłodnicy. Uruchamia wentylator, gdy płyn chłodzący dostanie się do chłodnicy pod ciśnieniem określonym przez termostat. Konstrukcję takiego sprzęgła uzupełnia zbiornik płynu roboczego i zawór.

Typowe awarie sprzęgła wiskotycznego

Mechanizm może wytrzymać długi czas - do 500 000 km. Po tym okresie należy go wymienić ze względu na zużycie. Płyty wykonane z bimetalu mogą pęknąć.

Częstą awarią jest wyciek płynu z obudowy. Aby uzupełnić, mechanizm będzie musiał zostać zdemontowany i zdemontowany. Ponieważ ciecz ma wysoki stopień lepkości, całkowite wypełnienie płaszczyzny zajmie trochę czasu. Uzupełnianie powinno odbywać się bez pośpiechu.

Łożyska również często ulegają awarii. Kiedy to nastąpi, w obszarze mechanizmu słychać charakterystyczny dźwięk. Aby zdjąć łożysko, użyj specjalnego ściągacza. Ściągacze mogą być uniwersalne i „szyte na miarę” pod konkretny samochód. Po wymianie łożyska warto wymienić płyn silikonowy.

Typowe awarie obejmują „bicie” łopatek wentylatora i ich zniszczenie.

Jak sprawdzić sprzęgło wiskotyczne?

Aby przetestować urządzenie, należy ustawić pojazd na płaskiej powierzchni. Rozgrzej wstępnie silnik. Obróć całkowicie kierownicę w dowolnym kierunku i zwolnij hamulec.

Sprzęgło wiskotyczne jest w dobrym stanie, jeśli samochód porusza się powoli bez naciskania pedału gazu.

Uszkodzenie polega na tym, że samochód nie rusza bez wciśnięcia pedału gazu.

Istnieją samochody z „ciasnymi” sprzęgłami. Poruszając się po okręgu, zaczynają się „klinować”, chociaż nie świadczy to o nieprawidłowym działaniu.

Istnieje radykalny sposób sprawdzenia. Węzeł będzie musiał zostać usunięty. Umieszcza się go w pojemniku z wrzącą wodą. Następnie musisz spróbować go przekręcić. Swobodny obrót nie powinien nastąpić - będzie to oznaczać awarię.

Dowody pośrednie sprawdza się w następujący sposób:

1. Spróbuj ręcznie uruchomić zimny silnik. Ostrza powinny obracać się z siłą, nie powinno występować ruch bezwładnościowy.
2. Po uruchomieniu silnika ruch jego łopatek jest synchroniczny z prędkością obrotową silnika. Jednocześnie słychać silny hałas, który po około minucie całkowicie zanika.
3. Rozgrzej silnik. Weź gazetę i zwiń ją w tubę. Spróbuj użyć gazety, aby zatrzymać łopatki pracującego silnika. Ostrza powinny zatrzymać się z dużą siłą.

Te znaki wskazują, że sprzęgło wiskotyczne działa prawidłowo.

Jak naprawić sprzęgło wiskotyczne

Jeśli nastąpi wyciek płynu z powodu rozhermetyzowania obudowy, możesz spróbować naprawić sprzęgło wentylatora.

Przede wszystkim usuń zespół. Pod płytką sprężynową urządzenia znajduje się otwór do napełniania płynem. Wyciągnij zatyczkę i dodaj płyn za pomocą strzykawki. W momencie napełniania węzeł należy umieścić poziomo. Otwór do napełniania powinien znajdować się na górze. Wkładamy strzykawkę do otworu bez igły. Stopniowo wyciskaj płyn. Aby wypełnić całą przestrzeń obudowy, należy poczekać. W czasie oczekiwania nie należy wyjmować strzykawki z otworu. Po zabiegu wkładamy sztyft na swoje miejsce i usuwamy nadmiar płynu roboczego.

Jeśli z komory wentylatora słychać hałas, warto wymienić łożyska. Aby to zrobić, urządzenie jest demontowane, demontowane i cała ciecz jest spuszczana.

Aby zdjąć łożysko, należy użyć specjalnego ściągacza, w przeciwnym razie urządzenie może zostać uszkodzone.

Czy lepiej zmienić?

Konstrukcja sprzęgła wiskotycznego napędu na wszystkie koła uniemożliwia naprawę - można je jedynie wymienić. Łatwo to zrobić. Wystarczy odkręcić kilka śrub mocujących. Zaleca się wymianę paska napędowego wentylatora chłodnicy wraz ze sprzęgłem.

Jeśli nie masz pewności, czy masz wystarczające umiejętności, aby samodzielnie dokonać naprawy, skontaktuj się z serwisem samochodowym w celu uzyskania pomocy. Technicy dokonają wymiany sprzęgła wiskotycznego zgodnie z zaleceniami producenta.

Przyjrzyjmy się zasadzie działania sprzęgła wiskotycznego. Sprzęgło wiskotyczne to urządzenie stosowane w samochodach z napędem na wszystkie koła, które może przenosić i wyrównywać moment obrotowy pomiędzy osiami bez użycia inteligentnej elektroniki.

Oznacza to, że sprzęgło wiskotyczne wykonuje pracę podobną do pracy blokady mechanizmu różnicowego, tylko w trybie automatycznym.

Co to jest sprzęgło lepkie? Jeśli rozszyfrujesz nazwę sprzęgło wiskotyczne, okaże się, że opiera się ono na wyrażeniu „sprzęgło wiskotyczne”.

W zasadzie wyjaśnia to całą istotę sprzęgła wiskotycznego - specjalna lepka ciecz wypełniająca jednostkę jest tym samym ogniwem, które przenosi moment obrotowy z jednego wału na drugi, ale one same nie są połączone mechanicznie.

Ciecz ta ma jedną interesującą właściwość - po aktywnym mieszaniu zaczyna gęstnieć, przez co zmienia się przenoszenie momentu obrotowego pomiędzy wałami.

Sprzęgła wiskotyczne zaczęły być aktywnie wykorzystywane przez inżynierów motoryzacyjnych do tworzenia automatycznych zamków środkowych do pojazdów z napędem na wszystkie koła. Budowę i zasadę działania sprzęgła wiskotycznego rozważymy bardziej szczegółowo później, ale na razie spójrzmy w przeszłość.

Odniesienie historyczne

Należy zauważyć, że wynalazek sprzęgania wiskotycznego nie jest niczym nowym. Zasada ta była znana już w 1917 roku w USA. To właśnie tam mieszkał jego twórca, utalentowany inżynier Melvin Severn.

Niestety w tamtych czasach nie doceniano zasady lepkości płynu w skrzyni biegów i nie było to szczególnie potrzebne. Sprzęgło wiskotyczne odeszłoby w zapomnienie, ale niespodziewanie w 1964 roku pojawiło się ponownie na światowej arenie motoryzacyjnej w skrzyni biegów brytyjskiego samochodu sportowego Jensen Interceptor FF.

Był to debiut sprzęgła wiskotycznego w samochodzie produkcyjnym i od tego czasu jest ono aktywnie wykorzystywane i wykorzystywane przez różnych producentów samochodów.

Zajrzyjmy do wnętrza urządzenia

Zagłębmy się szczegółowo w konstrukcję i zasadę działania sprzęgła wiskotycznego napędu na wszystkie koła, ponieważ to właśnie w takich układach jest ono najczęściej stosowane.

Ogólnie rzecz biorąc, opisaliśmy już tę zasadę - sprzęgło wiskotyczne znajduje się z reguły między przednią i tylną osią samochodu i łączy dwa wały - jeden wychodzący ze skrzyni rozdzielczej, a drugi z tyłu oś.

Czasami sprzęgło to montowane jest bezpośrednio w tylnej osi samochodu, lecz jego istota i zasada działania nie ulegają zmianie. Główne elementy urządzenia to:

• uszczelniona obudowa;
• wypełniacz wykonany ze specjalnego lepkiego płynu (najczęściej na bazie silikonu);
• pakiet tarcz wału napędzanego;
• pakiet tarczy wału napędowego.

Sprzęgło wiskotyczne napędu na wszystkie koła działa w następujący sposób.

W momencie równomiernego i spokojnego ruchu oba wały oraz koła tylne i przednie obracają się z tą samą prędkością – synchronicznie.

W takich warunkach płyn w sprzęgle ma minimalną gęstość i praktycznie żaden moment obrotowy nie jest przenoszony z wału napędowego na wał napędzany.

Gdy tylko pojawi się różnica w prędkości obrotowej wału, a tym samym znajdujących się w nim dysków, ciecz zaczyna aktywnie mieszać (efekt mieszalnika) i dzięki swoim wyjątkowym właściwościom fizycznym gęstnieć.

Powoduje to stopniowe blokowanie międzyosiowe i większy moment obrotowy zaczyna płynąć na wał napędzany. Zaczyna działać oś przednia lub tylna, w zależności od konstrukcji samochodu.

W ten sposób sprzęgło wiskotyczne działa automatycznie, bez jakiejkolwiek elektroniki lub interwencji kierowcy.

Wydaje się, że na pierwszy rzut oka wszystko wygląda prawie idealnie; wydawałoby się, że każdy powinien mieć sprzęgło wiskotyczne, ale tak nie jest.

Co więcej, we współczesnym przemyśle motoryzacyjnym urządzenie to praktycznie nie jest już używane. Dlaczego?

Plusy i minusy sprzęgła wiskotycznego

Przyjrzyjmy się pozytywnym i negatywnym aspektom sprzęgieł wiskotycznych z napędem na wszystkie koła, a także odpowiedzmy na pytanie: dlaczego stały się one przeszłością i dlaczego producenci samochodów je porzucają?

Do zalet sprzęgieł wiskotycznych zalicza się niewątpliwie prostota konstrukcji. Urządzenia te nie wymagają żadnej rutynowej konserwacji i są wyjątkowo niezawodne. Na tym kończą się zalety.

Trzeba powiedzieć, że wady sprzęgła wiskotycznego są bardzo zauważalne. Do najpoważniejszych należą:

• bezwładność lepkiej cieczy - „gęstnieje” nie od razu, ale stopniowo, co w ciągle zmieniających się warunkach drogowych jest bardzo niepraktyczne, a czasem niebezpieczne. Trudno też przewidzieć jak szybko to zadziała i nastąpi centralny zamek;
• zależność skuteczności sprzęgła od rozmiaru - do stworzenia odpowiednio działającego mechanizmu potrzebne są duże wymiary nadwozia i imponujące średnice pakietów tarcz, co negatywnie wpływa na prześwit pojazdu.

Ogólnie rzecz biorąc, powyższe z góry określiło los sprzęgieł lepkich. Mimo swoich ciekawych właściwości, blokady elektroniczne, na przykład sprzęgła typu Haldex, cieszą się już coraz większą popularnością we współczesnym przemyśle motoryzacyjnym.

Myślę, że rozpracowałeś ten prosty mechanizm i potrafisz wyjaśnić zasadę działania sprzęgła wiskotycznego. Napisz w komentarzach, jeśli masz przemyślenia na ten temat, zasubskrybuj bloga i studiuj z nami samochody.

Sprzęgło wiskotyczne to sprzęgło wiskotyczne, część przekładni samochodowej, mechanizm przenoszenia i wyrównywania momentu obrotowego. W przeciwieństwie do sprzęgła hydrokinetycznego i przemiennika momentu obrotowego, sprzęgło wiskotyczne wykorzystuje inną zasadę działania. W tym urządzeniu moment obrotowy przenoszony jest nie poprzez właściwości dynamiczne przepływu płynu, lecz przy wykorzystaniu lepkich właściwości płynu wypełniającego wewnętrzną przestrzeń sprzęgła wiskotycznego. Używany jako automatyczny mechanizm blokady mechanizmu różnicowego.

Historia wynalazku

Sprzęgło wiskotyczne zostało wynalezione w 1917 roku w USA przez Melvina Severn'a, ale nie było wówczas stosowane. W 1964 roku po raz pierwszy zainstalowano sprzęgło wiskotyczne jako automatyczny mechanizm blokujący centralny mechanizm różnicowy w samochodzie Interceptor FF angielskiej firmy Jensen. Od połowy lat 60-tych sprzęgła wiskotyczne znalazły szerokie zastosowanie w samoblokujących mechanizmach różnicowych międzyosiowych w samochodach osobowych ze stałym napędem na wszystkie koła.

Urządzenie i zasada działania

Sprzęgło wiskotyczne to pakiet płaskich okrągłych tarcz zainstalowanych wewnątrz uszczelnionej obudowy. Pakiet dyskowy składa się z zestawu tarcz napędowych połączonych z wałem napędowym oraz zestawu tarcz napędzanych połączonych z wałem napędzanym. Na powierzchni dysków znajdują się występy i dziury. Pakiet dysków jest uformowany w taki sposób, że tarcze napędzana i napędowa sprzęgła wiskotycznego przeplatają się i znajdują się w wyjątkowo niewielkiej odległości od siebie.
Ciecz dylatacyjna wypełniająca wewnętrzną wnękę korpusu złączki, zwykle na bazie silikonu (lepkiej substancji krzemowo-organicznej), ma właściwość gęstnienia przy intensywnym mieszaniu. Ponadto taka ciecz ma wysoki współczynnik rozszerzalności po podgrzaniu, co zwiększa wydajność sprzęgła lepkiego, ponieważ podczas mieszania występuje dodatkowy wpływ nacisku na tarcze sprzęgające, które pod wpływem ogrzanej cieczy „sklejają się” razem” (to znaczy są dociskane do siebie przez rozszerzającą się ciecz).
Przy równomiernym ruchu wałów napędowych i napędzanych lepkie tarcze sprzęgające obracają się z tą samą prędkością. Płyn nie miesza się, więc nie ma to wpływu na pakiet dysków. Gdy tylko jeden z wałów zacznie się obracać szybciej niż drugi, dyski pakietu sprzęgła wiskotycznego zaczynają się obracać względem siebie. Płyn wypełniający korpus sprzęgła jest intensywnie mieszany, jego lepkość wzrasta, a siły tarcia powstające pomiędzy cząsteczkami płynu mają tendencję do wyrównywania prędkości kątowych tarcz. Przy bardzo dużej różnicy prędkości ciecz staje się tak lepka, że ​​nabiera właściwości ciała stałego - sprzęgło wiskotyczne jest praktycznie zablokowane, a moment obrotowy przenoszony z napędu na wał napędzany przez płytki pakietu osiąga maksimum.

Wady i zalety sprzęgła wiskotycznego

Właściwości lepkościowe cieczy wypełniającej sprzęgło wiskotyczne zależą od intensywności jej mieszania, a co za tym idzie od różnicy prędkości kątowych wirujących tarcz. Nie ma jednak liniowej zależności tych właściwości, dlatego nie da się przewidzieć współczynnika hamowania tarcz sprzęgła. Z tego powodu samoblokujące mechanizmy różnicowe ze sprzęgłami wiskotycznymi mają niską sprawność. Mechanizmy różnicowe oparte na sprzęgłach wiskotycznych (bez zastosowania mechanizmu różnicowego wolnego biegu) w ogóle nie są stosowane we współczesnych samochodach - ze względu na niską sprawność sprzęgieł wiskotycznych i ze względu na nieporęczną konstrukcję. Ponieważ skuteczność sprzęgła wiskotycznego zależy od średnicy tarcz i objętości cieczy wypełniającej nadwozie, montaż tego mechanizmu zwiększa wymiary osi napędowej i prowadzi do zmniejszenia prześwitu pojazdu.
Zaletami sprzęgła wiskotycznego jest prostota konstrukcji (przy podwyższonych wymaganiach dotyczących dokładności produkcji - na przykład korpus sprzęgła wiskotycznego musi zapewniać szczelność, gdy ciśnienie wewnętrzne wzrośnie do 15 atmosfer). Sprzęgła wiskotyczne nie wymagają konserwacji przez cały okres użytkowania pojazdu. Jeżeli sprzęgło wiskotyczne działa nieprawidłowo, należy je wymienić na nowe.

Zastosowanie sprzęgieł wiskotycznych

Sprzęgła wiskotyczne nie były stosowane jako osiowy mechanizm różnicowy w samochodach produkcyjnych. Jako mechanizm automatycznego blokowania mechanizmu różnicowego osi wolnej skrzyni biegów, w niektórych samochodach osobowych montowane są sprzęgła wiskotyczne (przykładami są Lancia Thema i Lancia Dedra 2000 Turbo). Głównym zastosowaniem sprzęgieł wiskotycznych jest montaż jako samoblokującego mechanizmu różnicowego międzyosiowego w terenowych samochodach osobowych. Co więcej, sprzęgło wiskotyczne może służyć zarówno jako samoblokujący mechanizm różnicowy (przykłady - Jeep Grand Cherokee, Range Rover HSE), jak i jako pomocniczy mechanizm samoblokujący, współpracujący z mechanizmem różnicowym bezbiegowym.
Montaż sprzęgła wiskotycznego to najłatwiejszy i najtańszy sposób zsynchronizowania momentu obrotowego pomiędzy dwiema osiami napędowymi - przednią i tylną. Ponieważ różnica momentu obrotowego w normalnych warunkach drogowych jest niewielka, skuteczność i dokładność sprzęgła wiskotycznego jest wystarczająca, aby zapobiec poślizgowi przednich kół względem tylnych (na przykład podczas jazdy samochodem po bardzo nierównym terenie, gdy para kół opisuje łuk, omijając przeszkodę drogową, a drugie porusza się w tym momencie po linii prostej).
W tej chwili producenci samochodów powszechnie rezygnują ze stosowania sprzęgieł wiskotycznych, wybierając sprzęgła Haldex z wymuszonym sterowaniem, ponieważ stosowanie sprzęgła wiskotycznego z układem ABS jest problematyczne.