Гидромуфта вентилятора охлаждения газ принцип работы. Вязкостная муфта, вентилятор системы охлаждения уаз

Приветствую всех владельцев иномарок, у которых под капотом вместо электро-вентилятора, установлен вентилятор охлаждения радиатора с вязкомуфтой — эта статья для вас. Когда эта деталь со временем перестаёт нормально работать и двигатель начинает перегреваться, многие водители понятия не имеют что с ней делать. Многие не богатые водители, зайдя в магазин и узнав её цену (от 150 $ и выше) пытаются отремонтировать свою вязкомуфту, но разобрав её, просто понимают, что им не по силам её восстановить, и как и большинство водителей, начинают утверждать, что она не ремонтопригодна. Но в этой статье мы всё же докажем обратное, и так же докажем, что при умелом подходе и необходимых знаниях, отремонтировать можно ВСЁ.

Название вязкомуфты.

Начнём с самого простого — с названия вязкомуфты. Большинство водителей, которые пытались отремонтировать эту деталь, наверное никогда и не задумывались о самом названии детали, а зря. Само название говорит само за себя — вязкостная муфта , название подтверждает, что такая муфта — это устройство, которое передаёт вращение вентилятору за счёт силы трения (вязкости) специальной вязкой жидкости, помещённой между двумя дисками — ведущим и ведомым. Ведущий диск крепится к валу двигателя (точнее к шкиву помпы), а на ведомом диске закреплён сам вентилятор охлаждения радиатора. Всё это собрано в корпус и дополнено несколькими деталями, но об этом немного позже.

И весь процесс нормальной работы вязкомуфты состоит в том, что бы склеить эти диски (чтобы вентилятор начал вращаться с большой скоростью) в тот момент, когда температура двигателя начинает повышаться выше нормы, и расклеить диски (ведущий и ведомый) когда температура двигателя понижена ниже нормальной рабочей температуры (замедлить вращение вентилятора). Думаю с этим простым принципом работы всем понятно, и постепенно перейдём к деталям.

Устройство муфты.

1 — пластина, на которую давит шток (клапан), 2 — запорная пластина в которой имеется отверстие для прохода жидкости, 3 — биметаллическая спираль, 4 — крышка, 5 — корпус подшипника, 6 — ведущий диск, 7 — резервуар для жидкости. Жёлтым цветом показаны резиновые уплотнительные кольца.

Управляет всем вышеописанным процессом, горячий воздух, от нагретого радиатора. Ведь сама вязкомуфта закреплена близко к радиатору и не зря. На её торце закреплёна (чаще на заклёпках) биметаллическая пластина, чаще всего в форме спирали. При нагреве от горячего воздуха радиатора (ведь пластина находится совсем рядом с радиатором) пластина начинает менять свою форму (изгибаться), и меняя форму она давит на тонкий шток, а шток давит на пластинчатый клапан (см. фото ниже), который открывает отверстие, для попадания между дисками (ведущим и ведомым) специальной вязкой жидкости, которая повышает трение между дисками и как бы склеивает их между собой. От этого вентилятор радиатора, ранее крутившийся медленно из-за пробуксовки дисков, начинает вращаться с большими оборотами и эффективно охлаждать радиатор, уменьшая температуру охлаждающей жидкости и естественно самого двигателя автомобиля.

И основная причина перегрева двигателя автомобиля, исходит из вышеописанного, то есть раз двигатель перегревается, значит недостаточная скорость вращения вентилятора, а раз недостаточная скорость, значит недостаточно этой самой вязкой жидкости, чтобы эффективно склеить оба диска — ведущий и ведомый. Жидкость чаще всего начинает выходить наружу (постепенно) через рассохшееся уплотнительное колечко штока (на рисунке в разрезе оно показано жёлтым цветом), расположенного в самом центре муфты, но под биметаллической пластиной.

Пластинчатый клапан вязкомуфты, который закреплён на круглой запорной пластине(диске) и этот клапан перекрывает отверстие для прохода жидкости.

Чтобы добраться до уплотнительного колечка, необходимо аккуратно сточить с боков одну из головок двух заклёпок (чтобы потом можно было расклепать обратно), которые держат биметаллическую пластину (но пластина на более старых машинах, а на более свежих она в виде спирали). Далее снимаем пластину, и извлекаем шток с колечком. Колечко можно поискать новое родное, а можно подобрать от ремкомплекта какого то карбюратора (кстати у нас в городе продаются уплотнительные колечки любого диаметра по отдельности).

Восстановление нормальной работы вязкомуфты.

Перед тем как вернуть на место шток с новым уплотнительным колечком и биметаллическую пластину, естественно нужно будет пополнить израсходованную жидкость. Эта жидкость изготовлена на силиконовой основе, и она очень вязкая (примерно как эпоксидный клей). Найти её можно в продаже в крупных городах и маркировка её может быть разной, в зависимости от производителя, один из примеров ПМС — 100.

Кстати, при вращении и пробуксовке вентилятора (когда мотор почти прогрелся и начинает открываться подающий жидкость пластинчатый клапан — он показан на фото слева) диски между собой ерзают туда-сюда, а начавшая поступать жидкость, имеет свойство от этого ёрзанья ещё лучше склеивать диски, так как

Редко на каких вязкомуфтах имеется специальное отверстие для заливки, как правило его нет. Некоторые советуют просверлить отверстие в корпусе, а потом после заливки жидкости, закрутить туда винтик на фиксаторе резьбы, можно сделать и так (на каких муфтах так нужно делать я напишу чуть ниже). Но всё же лучше не добавлять лишний вес в виде винтика, даже один грамм. Ведь обороты вентилятора очень большие и лишний дисбаланс от винтика нежелателен. Надо просто залить жидкость с помощью медицинского шприца через отверстие штока. Конечно так будет намного дольше, ведь отверстие маленькое, а жидкость очень вязкая, зато не надо будет ничего сверлить и нарезать резьбу.

На некоторых автомобилях, например Мицубиси, нет заклёпок, чтобы снять биметаллическую спираль, и заклёпкой, головку которой нужно сточить (только изнутри), является сам шток (с двумя уплотнительными колечками) который толкает и открывает клапан. Разобрать такую муфту, не повредив штока, намного сложнее, и вот в этом случае лучше просверлить отверстие в корпусе и нарезать в нём резьбу. Через отверстие с резьбой и будет заливаться жидкость, а после заливки вкручивается винт на резьбовом герметике.

Вяскомуфта в открытом состоянии, и видны канавки для отвода жидкости из полости (на оборотах).

Кстати, когда разберёте муфту, то заметите продольные канавки в форме крыльчатки (см. фото). Эти канавки как раз и нужны для того, чтобы когда двигатель вашей машины ещё не прогрет, а жидкость осталась между дисками, и при вращении вентилятора, с помощью центробежной силы, удалить через эти канавки ненужную в данный момент жидкость (чтобы диски пробуксовывали между собой и вентилятор вращался медленно, пока мотор автомобиля прогревается). И если уж разобрали муфту, то проверьте, нет ли грязи внутри и в канавках и если есть, то промойте все детали и соберите.

Винты, скрепляющие обе половины муфты, советую закручивать на фиксатор резьбы. Биметаллическую пружину устанавливаем на место, не забыв ввести на своё место шток с новым уплотнительным колечком. Если не удастся, зафиксировать на своём месте биметалическую пластину, ведь часто бывает что головка заклёпки портится, то значит придётся поехать в любой автосервис и попросить аргонщика дядю Васю, что бы он капнул капельку алюминия на заклёпку и таким образом зафиксировал пластину.

После сборки и установки вязкомуфты на место, следует проверить её работу. Это можно сделать с помощью простого способа: скрутите заранее длинный рулон плотной бумаги, а потом заведите двигатель своей машины. Пока мотор не прогрет, подставьте под вращающийся вентилятор рулон бумаги (берегите руки, они ведь у всех мастеров золотые), и попытайтесь остановить бумажным рулоном вращающийся вентилятор. Удалось это сделать — вентилятор остановили, значит пока всё нормально.

Теперь пусть двигатель хорошо прогреется до рабочей температуры, и после этого опять попытайтесь остановить бумажным рулоном крыльчатку вентилятора. Если это не получается сделать, значит всё в порядке и сработал клапан, впустивший жидкость между дисками и склеивший их, отчего вентилятор стал вращаться без пробуксовки, с такой же скоростью как и вал помпы и он теперь эффективно охлаждает радиатор, снижая температуру мотора. Перегрев в этом случае исключён. А ремонт благополучно закончен.

Если кому то покажется такой ремонт сложным, и кто не захочет заморачиваться с ремонтом вяскомуфты, или у кого то может не получится её отремонтировать, то можно будет приварить крепления в районе крепежа радиатора, и к этим креплениям закрепить электрический вентилятор. Но только в этом случае, нужно будет ещё закрепить в самом радиаторе датчик включения вентилятора.

Пока не отремонтировали.

Ну и напоследок пару советов. Многие водители, особенно в глубинке, не смогут сразу найти или заказать что бы привезли силиконовую жидкость, а ездить очень надо. Многие «спецы» могут посоветовать просверлить между двумя половинками детали отверстие и таким образом зафиксировать крыльчатку вентилятора и исключить перегрев мотора. Делать этого категорически нельзя, так как портятся детали (нарушится герметичность) и если удастся купить жидкость, то она уже не поможет — это во первых. А во вторых железный болт через несколько часов работы просто срежет, а детали окончательно разобьются и испортятся, так как рывки при работе вентилятора неизбежны. Место такой вязкомуфты только на свалке.

Ну а что же делать, если всё же ехать надо, а жидкости нет? Есть только один простой способ, позволяющий сохранить детали, пока жидкость найдётся. Разбираем муфту и между двумя дисками вставляем вырезанный кружок листовой резины, а затем стягиваем обе половинки. Только резина не должна быть слишком толстой, иначе при стягивании половинок муфты, можно погнуть диски. Вот и всё — теперь у вас при работе вентилятора, будет мягкое (резиновое) сцепление между дисками, исключающее поломку деталей от рывков.

Но хочу предупредить, что это временный ремонт, так как зафиксировав таким образом крыльчатку вентилятора, он у вас будет теперь вращаться с большой скоростью постоянно, даже в момент прогрева двигателя. И значит двигатель будет прогреваться и выходить на рабочую температуру намного медленнее, что равносильно постоянно открытому термостату (или когда термостата вообще нет). Не стоит объяснять, что это не есть хорошо и поездки на непрогретом двигателе вредны, и подробнее об этом можно почитать .

Но я думаю, что для любого адекватного водителя, это будет лишь временная мера, и купив жидкость, он постарается восстановить нормальную работу вязкомуфты, как я описал в этой статье, ну или купит новую — выбирать вам; удачи всем!

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.

Видео — что внутри вискомуфты вентилятора:

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.

Видео — замена вискомуфты на электровентилятор УАЗ Патриот:

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.

Постоянно проверяйте момент срабатывания вязкостной муфты, особенно в теплое время года, контролируйте температуру двигателя в пробках. В случае приближения ее к критическим значениям всерьез задумайтесь о замене вискомуфты на электрическую систему. Кстати, эти две системы могут работать параллельно для большей надежности.

Видео — замена вискомуфты вентилятора охлаждения на Тойота Марк 2:

Как защитить себя от слепящего солнца и фар за рулем?

При жестком соединении крыльчатки охлаждающего вентилятора с каким-либо валом двигателя охлаждение было бы либо недостаточно эффективно на малых оборотах (перегрев), особенно в холодную погоду, либо избыточно эффективно на высоких оборотах (недогрев). Поэтому, для регулировки интенсивности потока воздуха, проходящего через радиатор, между валом (шкивом) и крыльчаткой вентилятора устанавливают управляющую муфту. Задача муфты — обеспечить проскальзывание крыльчатки относительно вала и тем самым снижать эффективность охлаждения, когда она не нужна.

При низкой температуре скорость вращения вентилятора минимальна, что позволяет двигателю быстрее прогреваться и заодно снижает шум от крыльчатки. По мере роста температуры обороты вентилятора также будут нарастать.

На автобусах «Икарус» устанавливали фрикционную муфту вентилятора с пневматическим приводом (своего рода сцепление). Регулирование включения и отключения здесь осуществляется сжатым воздухом, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. На легковых автомобилях, на некоторых грузовиках в приводе вентилятора стоит вязкостная или электромагнитная муфта.

При всех технических новациях в приводах вентиляторов двигатели внутреннего сгорания до сих пор крайне неэффективны в вопросах охлаждения (на охлаждение тратится до 30% энергии топлива, при общем КПД около 34% у бензиновых ДВС и около 50% у дизельных).

[свернуть]

Вискомуфта вентилятора

Раскрыть...

Вискомуфта вентилятора неразборная, и поэтому не нуждается в техническом обслуживании во время эксплуатации. Она обеспечивает плавное изменение оборотов вентилятора.

Ротор муфты жестко крепится на валу (в случае Toyota — на шкиве насоса охлаждающей жидкости). По окружности диска ротора нарезаны косые зубья, которые выполняют роль насоса для перекачки масла. Корпус муфты в сборе (корпус подшипника и передняя крышка) вращается вокруг ротора на подшипнике.

С обеих сторон ротора установлены пластины, отделяющие рабочие камеры от резервуаров. Передняя (с впускными каналами A и B и возвратным каналом) закреплена на крышке ротора, задняя (с возвратным каналом) — на корпусе подшипника.

1 — биметаллическая пружина, 2 — биметаллическая пластина, 3 — впускной канал B, 4 — впускной канал A, 5 — передняя камера, 6 — возвратный канал, 7 — возвратный канал, 8 — задняя камера, 9 — передний резервуар, 10 — зубья ротора, 11 — корпус подшипника, 12 — вал ротора, 13 — корпус подшипника, 14 — задний резервуар, 15 — задняя делительная пластина, 16 — ротор, 17 — передняя делительная пластина, 18 — передняя крышка.

Рабочие камеры представляют собой «лабиринты», образованные ребрами на роторе и на делительных пластинах. Момент передается от ротора к корпусу за счет «внутреннего трения» в силиконовом масле. Биметаллическая пружина, установленная с внешней стороны корпуса муфты, перемещает пластину, открывая и закрывая впускные каналы и регулируя перетекание масла в зависимости от температуры воздуха.

Работа вискомуфты вентилятора

Раскрыть...

1. Холодный воздух . При вращении ротора его зубья через возвратные каналы «откачивают» в передний резервуар масло из обоих камер и заднего резервуара. В результате его количество в камерах падает, передача усилия через жидкость уменьшается и частота вращения вентилятора становится значительно ниже частоты вращения ведущего ротора.

2. Теплый воздух . Под действием центробежной силы масло из переднего резервуара вытесняется в переднюю камеру через открывшийся впускной канал A. «Вязкое трение» между ротором и передней пластиной возрастает, а разница в частоте вращения уменьшается.

3. Горячий воздух . Открываются оба впускных канала, после чего масло поступает в обе рабочих камеры. Объем жидкости в них и «трение» максимальны, так что максимальна и передача вращения через муфту.

Поскольку управление оборотами происходит за счет изменения объема силиконового масла в полостях муфты, то его утечка неизбежно ведет к снижению скорости вращения вентилятора и возможному перегреву двигателя.

Часть муфт ранней конструкции не имела заднего резервуара. Поскольку после остановки двигателя масло стекает в нижнюю часть муфты, то здесь его уровень в камерах значительно увеличивался и сразу после запуска двигателя, когда «трение» между ротором и пластинами достаточно велико, частота вращения вентилятора нарастала слишком сильно. При наличии заднего резервуара уровень жидкости в камерах на заглушенном двигателе оказывается ниже, а после запуска падает быстрее — в результате снижается уровень шума от вентилятора.

[свернуть]

[свернуть]

Электромагнитная муфта вентилятора

Раскрыть...

Электромагнитная муфта — самая простая по конструкции и имеет возможность полностью выключать вентилятор (размыкать вал). Минусом электромагнитной муфты является невозможность плавного включения (наличие лишь двух состояний, включено-выключено).

Муфта состоит из электромагнита, который установлен на ступице вентилятора. Ступица соединена пластинчатой пружиной с якорем, который свободно вращается вместе с ней на подшипнике. Тепловое реле срабатывает при достижении температуры охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора, значения 85-90° С. Контакты реле замыкаются, в катушку поступает электрический ток, под действием которого она притягивает к себе якорь, и ступица вместе с вентилятором начинает вращаться. Если температура охлаждающей жидкости понижается до 80-85° С, то контакты теплового реле размыкаются и вентилятор отключается.

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).