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.
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.
В настоящее время в автомобилях используется 2 вида устройств:
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.
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.
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.
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.
Как и любое устройство, ВЗ в полноприводных автомобилях имеют и достоинства, и недостатки.
Достоинства:
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:
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:
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.
Любые подозрения о нештатной работе детали требуют немедленной проверки, поскольку ее неисправность может привести к серьезным поломкам основных систем.
Наиболее точные результаты дает проверка снятой с раздаточной коробки вискомуфты.
Для этого достаточно:
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:
Если полученная величина не превышает заданных производителем пределов – деталь рабочая. Если же колесо не удалось провернуть вовсе – устройство необходимо срочно менять.
Проверка вязкостной муфты ВО не составляет особого труда:
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.
Каждый автовладелец должен досконально знать конструкцию своего автомобиля. Пожалуй, большинство людей только абстрактно понимают, что такое вискомуфта, и способы её ремонта. Этот инструмент имеет большую важность для автомобиля, поэтому важно понимать его технологию.
Она была изобретена в США в 1917 году инженером Мелвином Северном. Это изделие не сразу нашло своё применение, поэтому долгое время не было признано. В 1964 году вискомуфту устанавливали в автомобиль Interceptor FF, где она выполняла роль автоматического блокиратора для дифференциала. Только в 1965 году этот механизм занял своё место .
Вискомуфта представляет собой устройство, которое отвечает за вращение специального вентилятора, который охлаждает систему благодаря специальной жидкости. Оно имеет вид круглого механизма, выполненного из силиконовой основы и заполненного смазывающим веществом. Вискомуфта обеспечивает плавную регулировку вентилятора.
Внутри корпуса изделия расположены плоские диски. Некоторые из них соединяются с ведущим валом, а другие - с ведомым. На их поверхности находятся различные выступы и отверстия. Особенности конструкции располагают эти элементы в непосредственной близости друг к другу. Силиконовая жидкость, расположенная внутри, имеет свойство сгущаться при сильном перемешивании. Также она расширяется при нагреве, поэтому создаёт большое давление на диски при работе двигателя и сжимает их вместе.
С первого взгляда принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения кажется сложным, но это не так. Подвижный приводится во вращение и передаёт свою энергию муфте. От этого её силиконовая основа становится более мягкой и вязкой. Муфта начинает блокироваться, отчего приводится во вращение второй диск с вентилятором.
Практически в каждом двигателе встречается вискомуфта. Это связано с важностью её функций и качеством выполнения устройства, ведь оно находится на достаточно высоком уровне. В вискомуфте отлично реализован механизм безопасности: когда человек по собственной неосторожности засовывает руку к движущему элементу, он остановится, чтобы не допустить травму.
Не всегда удаётся регулярно использовать автомобиль, поэтому он оказывается в состоянии простоя. Вискомуфта в это время требует проверки своей работоспособности. Это же поможет предотвратить поломку от износа.
Непросто в штатных условиях, но есть методы, как проверить вискомуфту вентилятора. Чтобы осмотреть механизм, нужно проверить состояние оборотов изделия при включённом разогретом и холодном двигателе. При охлаждённом моторе не должно возникать никаких посторонних звуков, а обороты должны соответствовать норме. Горячий же двигатель часто может провоцировать различные шумы и сбои в частоте оборотов.
Такие проблемы могут возникать из-за неисправностей в подшипниках или несвоевременной замене масла. Также уплотнённые сальники и протечка силиконовой жидкости могут стать причиной поломки.
Если были обнаружены дефекты в работе, не всегда должна проводиться замена вискомуфты. Эти проблемы часто можно решить своими руками. Одной из самых частых проблем, возникающих в этом устройстве, является утечка силиконовой жидкости. Чтобы восполнить недостаток, нужно выполнить следующие действия:
Тем, кто не считает себя опытными автомобилистом, лучше не заниматься подобными работами, ведь это может стать причиной полной поломки устройства. Как правило, самая большая трудность состоит в обратной сборке всех элементов.
Нередко подшипники могут стать причиной выхода из строя вискомуфты. Этому свидетельствует появление несвойственных шумов в зоне охлаждения. Но его ремонтом также можно заняться самостоятельно:
На заметку: не всегда неправильное поведение деталей требует их скорой замены. Часто можно обойтись и простым ремонтом, который не требует особых навыков.
Частой проблемой при проверке вискомуфты или замене подшипников является поиск подходящего инструмента. Такой съёмник не всегда просто найти в автомагазине, поэтому ремонт может быть затруднённым.
Как некоторые автомобилисты могли заметить, не всегда на вискомуфте есть отверстие для заливки силиконовой жидкости. В таком случае оно проделывается самостоятельно, но не стоит это делать новичкам, чтобы не навредить изделию. Лучше обратиться к мастерам, которые сделают аккуратное сверление.
Ремонт вискомуфты вентилятора должен проводиться без напора грубой силы. Основной материал устройства - алюминий, который достаточно просто согнуть и окончательно вывести из строя вискомуфту.
Работа автомобиля зависит от многих механизмов, которые должны работать как единое целое. При выходе из строя хоть одного элемента нарушается исправность всего транспортного средства. Вискомуфта необходима для нормальной работы вентилятора охлаждения. От этого зависит безопасность поездки, поэтому нужно следить за её работоспособностью.
Ремонт вискомуфты вентилятора охлаждения должен проводиться только специалистами. Конечно, можно сделать это и самостоятельно, но любая ошибка может вывести устройство из строя. Нужно заранее позаботиться о сервисных работах.
В конструкции системы охлаждения автомобиля присутствует такой интересный механизм, как вискомуфта. На автомобильных форумах часто задают вопросы, связанные с этим механизмом. Мы сделали выводы о необходимости детального изучения этой темы.
Под таким странным названием подразумевается особый механизм, на котором лежит функция избирательной передачи, определяющаяся внешними условиями и . Муфта имеет вид герметичного корпуса. Внутри него располагаются диски, разбитые на два ряда. Один ряд дисков соединяется с ведомым валом, соответственно, второй ряд связан с ведущим. Конструкция механизма предусматривает возможность чередования дисков между собой. Их конструкция имеет отверстия и выступы.
Внутри вискомуфты имеется специальная жидкость с вязкой структурой, потому механизм часто называется вязкостным. Чаще всего для изготовления этого вещества используется силикон. Для жидкости характерны уникальные особенности, которые определяют её эффективное использование. Возможности этого вещества сводятся к следующему:
Такие особенности определяют принцип работы вискомуфты, который будет изучен дальше.
Этот механизм занимает место между радиатором охлаждения автомобиля и . Он выполняет ряд важных функций:
Муфта может крепиться на фланцевой вал, который, в свою очередь, устанавливается на шкив помпы. Также вал может навинчиваться на вал помпы. Дальше нужно разобраться с тем, как работает вискомуфта вентилятора охлаждения.
Знакомство с вискомуфтой вентилятора будет невозможным без изучения принципа работы этого механизма. Неопытному автомобилисту этот процесс может показаться сложным, хотя, на самом деле, всё устроено просто и понятно. Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения основан на функционировании биметаллического датчика. Он находится впереди вискозного вентилятора. Этот элемент реагирует на температуру, которая передаётся через радиатор системы охлаждения.
При движении ТС с постоянной скоростью вращение дисков равномерное и не сопровождается перемешиванием масла между ними. При возникновении разницы между скоростями (ведомого и ведущего) диски также начинают работать в разных режимах. Это приводит к увеличению вязкости силиконовой жидкости. В таком состоянии она оказывает воздействие на передачу крутящего момента.
При возникновении большой разницы между скоростями вращения дисков жидкость становится практически твёрдой, что приводит к блокированию вискомуфты. Устройство вискомуфты вентилятора изучили, теперь необходимо научиться проверять исправность работы этого механизма.
Работоспособность вискомуфты вентилятора нужно проверять на холодном и горячем силовом агрегате. Об этом свидетельствуют эксплуатационные пособия по ремонту ТС. При холодном моторе перегазовка не будет менять частоту вращений муфты. В случае с горячим мотором этот показатель будет сильно возрастать.
Также обязательно проверяется продольный люфт, при выявлении которого придётся выполнять работы по его устранению. Наличие посторонних звуков во время вращения муфты будет говорить о неисправности подшипников.
Механизм может выходить из строя по нескольким причинам. Мы выделили основные и наиболее распространённые:
Первым и главным признаком, который может свидетельствовать о неисправном состоянии вискомуфты, является чрезмерный нагрев мотора. Такая ситуация может возникать в результате утечки жидкости или отсутствия своевременного срабатывания биметрической пластины. Температура мотора повышается, а вентилятор не работает вовсе или функционирует на низких оборотах, следовательно, не обеспечивается охлаждение агрегата.
Бывает и так, что при холодном двигателе вентилятор вращается на полную силу. Такая ситуация может возникать из-за испорченного геля, поломки ряда узлов механизма или превращения смазки в твёрдую субстанцию.
Рабочий запас вискомуфты в среднем составляет 200 тыс. км. После этого механизм требует к себе повышенного внимания. Нужно постоянно контролировать момент её срабатывания, особенно летом. Также требуется проверять рабочую температуру мотора в пробках. Если отмечаются значения, близкие к критическим, то придётся всерьёз заниматься вискомуфтой. Новая деталь стоит немало, да и найти нужную модель часто не представляется возможным. Потому многие автовладельцы решаются на установку электрической системы. В любом случае, игнорировать такую ситуацию нельзя, поскольку можно столкнуться со следующими неприятностями:
Каждый из вас предупреждён об опасности, которую несёт в себе неисправная вискомуфта вентилятора системы охлаждения автомобиля. Не стоит пренебрегать проверкой и устранением неисправностей, в противном случае можно столкнуться с очень дорогим и трудоёмким ремонтом двигателя.
Устройство вискомуфты настолько же просто, насколько и гениально. Сложно поверить, что с момента ее изобретения прошло уже больше 100 лет. Широкое распространение она получила только спустя 50 лет, когда ее начали устанавливать на спорткары. Производители полноприводных автомобилей оценили принципиально новую систему, и с тех пор она широко используется в приводе внедорожников.
Сегодня вискомуфта является элементом самоблокирующегося дифференциала и подключаемого полного привода.
Вязкостная муфта (так она официально называется) – это элемент трансмиссии, обеспечивающий передачу крутящего момента с одного вала на другой. Как правило, она используется как межосевой дифференциал, где может работать самостоятельно или в паре со свободным дифференциалом.
Устройство вискомуфты
«Рабочим телом» вискомуфты является жидкость с особыми качествами, поэтому в механизме почти отсутствует механическое трение. Работа вискомуфты не требует участия водителя, она срабатывает в нужное время сама, без какого-либо управления.
Задача вискомуфты – в автоматическом режиме синхронизировать скорость вращения валов на передней и задней оси. Она включается в работу, когда одно или оба колеса на одной оси вывешиваются (пробуксовывают), при этом резко возрастает скорость их вращения по отношению к другой оси. Работа вискомуфты заключается в выравнивании угловых скоростей за счет полной или частичной блокировки «проблемной» оси и передачи крутящего момента на ту, у которой лучше сцепление в поверхностью.
Вязкостная муфта отлично показала себя на внедорожниках, используемых для сложного рельефа. В качестве самоблокирующегося межосевого дифференциала она долгое время устанавливалась на автомобили повышенной проходимости. При этом практически никогда вискомуфта не использовалась в качестве осевого дифференциала, для этой цели применялись другие устройства.
Низкая цена и отличная надежность сделали вискомуфты востребованными у большинства любителей внедорожного спорта. И даже более современные виды трансмиссии не заставили поклонников отказаться от удобного и простого механизма.
Чтобы понять, для чего нужна эта деталь, надо вспомнить принцип работы подключаемого полного привода: он задействуется, когда начинаются проблемы.
Принцип действия вязкостной муфты основан на передаче вращения с использованием вязкостных свойств жидкости. Этим вискомуфта принципиально отличается от, например, гидротрансформатора, в котором используется движение жидкости, то есть ее динамические свойства.
Вискомуфта представляет собой корпус, внутри которого расположен пакет дисков. Диски жестко соединены с валами и размещаются поочередно: один диск первого вала, второй – второго, третий – снова первого и т.д. Расстояния между дисками минимальные. Вся эта конструкция заполнена специальной жидкостью на силиконовой основе, которая имеет интересное свойство: при активном перемешивании или нагревании она становится более вязкой. При очень быстром движении, когда сила гидродинамического сопротивления возрастает, она приобретает свойства твердого тела, при замедлении сразу становится более жидкой. Принцип действия наглядно показан на видео ниже.
Процесс работы вискомуфты выглядит примерно так:
Срабатывает вискомуфта быстро, но мягко: достаточно 0,2 сек, чтобы полностью заблокировать одну ось. При этом никаких рывков не происходит, устройство не дает лишних нагрузок на трансмиссию.
Преимуществ у вискомуфты много:
Однако есть и недостатки, которые заставили современных автопроизводителей отказаться от использования вискомуфты в пользу новой муфты Халдекс:
В целом, вискомуфта прекрасно показала себя в свое время. Для автомобилей, не напичканных электроникой от колес до крыши, такое устройство действительно было удобным и функциональным.
Сегодня вискомуфты почти никто не ставит на новые внедорожники. Конструкторы отдали предпочтение муфте Haldex с электронным управлением. Она отлично работает вместе с АБС, срабатывает мгновенно и вообще является более современным и технологичным устройством.
Реализованную вискомуфтой. Чаще всего, такой узел встречается на автомобилях Toyota середины 2000-ых годов, и на таких асфальтных машинах многие, покупая полноприводную машину, к примеру RAV4 первого и второго поколения, очень сильно удивляются тому, что по факту покупают моноприводный универсал, по причине вышедшей из строя вискомуфты. Такая система полного привода у Toyota называется V-flex.
На фото — вязкостная муфта
Сегодня я предлагаю на примере этой системы полного привода, разобрать подробней, что же такое вискомуфта, как она работает, и стоит ли покупать автомобиль с системой полного привода, построенной вокруг нее.
Вискомуфта представляет собой механическое устройство, которое передает или стабилизирует крутящий момент, за счет вязкой жидкости. Устройство вискомуфты такое: в закрытом герметичном корпусев котором установлен пакет плоских круглых дисков, имеющих перфорацию. Диски сформированы таким образом, что ведомые и ведущие диски, перемещаются и находятся друг от друга на очень малом расстоянии. Жидкость, заполняющая корпус муфты на основе силикона имеет свойство менять вязкость при интенсивном перемешивании и нагреве, за счет чего зазор между дисками буквально сказать склеивается вязкой жидкостью, за счет ее расширения.
Другими словами, работа вискомуфты зависит от разности скорости вращения ведомого и ведущего дисков, за счет чего меняются физические свойства кремний – органического вязкого вещества.
Такая система далеко не безупречна по причине того, что нет какой то регулировки смыкания дисков, и грубо говоря, все пущено на самотек, в прямом смысле этих слов, и зависит от свойств вязкой жидкости. Так же, к минусам можно отнести значительное время, которое требуется на срабатывание муфты. Это не так страшно, когда вискомуфта используется для включения привода вентилятора охлаждения радиатора, вот когда на включение полного привода требуется несколько минут, они могут стать фатальными. Так же, нельзя принудительно включить систему полного привода, и уже тем более ее заблокировать.
Если говорить об узле, то вискомуфта довольно простой, и как следствие недорогое устройство, которое не подлежит ремонту, и обычно ходит весь срок службы автомобиля. Выйти из строя она может только по причине долгой работы, и чаще всего она просто клинит. Что опять же, говорит о недостатках такого полного привода, ведь если вы где-то застрянете, придется много буксовать, и первое, что вас подведет – это вискомуфта.
Вискомуфта не ремонтопригодна , и ее проще купить новую, или контрактную, чем производить вскрытие. К тому же, далеко не каждый мастер возьмется за такую работу, и уж тем более, только единицы смогут ее успешно починить.
На сегодняшний момент, от вискомуфт в системах полного привода отказались уже все автопроизводители, сделав упор на гидромеханические или электромагнитные муфты, так как их работу куда проще регулировать, и в современных автомобилях, напичканных электроникой они более уместны, так как вискомуфту практически невозможно использовать в автомобилях, оборудованных и .
Я бы ни в коем случае не рекомендовал к покупке автомобиль с системой полного привода, в основе которой стоит вязкостная муфта. Откровенно говоря, это прошлый век. На рынке полно кроссоверов и просто полно приводных седанов и универсалов, которые оснащены подключаемым полным приводом в основе которых муфты Haldex (Volkswagen Tiguan, Opel Mokka, Ford Kuga), Dynamax (полно приводные модели Kia или Hyundai) или вообще дифференциал Torsen (преимущественно дорогие модели Audi, оборудованные системой полного привода ). Это современные AWD системы, которые способны обеспечить и высокую проходимость, и безопасность в движении, как для людей в автомобиле, так и вне его.
С уважением, Андрей Червяков.
Устройство муфты Халдекс 5-го поколения
