Вязкостная муфта вентилятора принцип работы

Вязкостная муфта

Вязкостная муфта (или вискомуфта от лат. viscosus — вязкий) — это механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. Конструктивно она состоит из множества круглых пластин, имеющих выступы и отверстия. Эти пластины расположены очень близко друг к другу в герметичном корпусе. В муфте имеются две группы пластин: ведущие, соединённые с ведущим валом, и ведомые — с ведомым. Ведущие и ведомые пластины расположены чередуясь и соосно. Корпус заполнен дилатантной жидкостью, часто созданной на силиконовой основе. Когда пластины вращаются с одинаковой частотой, частицы жидкости почти не перемешиваются, и вязкость её невелика — через муфту не передаётся крутящий момент. Когда один из валов начинает вращаться быстрее (или медленнее), чем другой, жидкость начинает перемешиваться, её вязкость, в силу дилатантных свойств, начинает прогрессивно возрастать. Жидкость может стать почти твёрдой и эффективно склеить пластины. В результате муфта может передавать больший крутящий момент. Величина момента определяется типом используемой жидкости, размером и количеством пластин, размером и формой отверстий и выступов в пластинах.

В некоторых вязкостных муфтах жидкость аккумулирует тепло, образующееся при вязком трении. Как следствие, жидкость расширяется, и расширение муфты приводит к прижатию пластин друг к другу, что увеличивает трение (не вязкое) между ними.

Эти устройства принципиально отличаются от гидромуфт и гидротрансформаторов тем, что используют вязкость жидкости для передачи момента, в то время как в гидромуфтах для передачи момента используются динамические свойства потока жидкости. Как следствие, вязкостные муфты менее требовательны к охлаждению. Величина передаваемого момента чувствительна к разнице скоростей вращения входного и выходного вала, но почти не зависит от абсолютных значений этих скоростей.

Что такое вискомуфта и для чего она нужна

Вискомуфта (вязкостная муфта) – это элемент трансмиссии, обеспечивающий передачу крутящего момента между двумя валами, с помощью дисков и вязкостной жидкости. Как правило, она используется как межосевой дифференциал, где может работать самостоятельно или в паре со свободным дифференциалом.

«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.

Что за жидкость внутри?

Ранее мы упоминали, что принцип работы вискомуфты (полного привода в том числе) основывается на изменении вязкости жидкости, которая находится внутри корпуса. В качестве таковой применяют силиконовую жидкость. В чем ее особенности? Она имеет интересные свойства: если ее не нагревать и не перемешивать, она остается в жидком состоянии. Но стоит только увеличить температуру и перемешать ее, как она расширяется и становится вязкой (похожей на застывший клей). По мере уменьшения числа оборотов дисков, снижается и ее плотность. Материал снова становится жидким.

Работает муфта без какой-либо электроники. Здесь нет датчиков и дополнительных проводов. А отключается она сразу после того, как автомобиль начал ехать по ровной асфальтированной дороге.

Признаки неисправности

p, blockquote 39,0,0,0,0 —>

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.

p, blockquote 40,0,0,0,0 —>

Обратная неисправность, когда вентилятор начинает вращаться на непрогретом двигателе, часто происходит при изменении физических параметров геля, выходе из строя многочисленных узлов вискомуфты, застывании смазки.

p, blockquote 41,0,0,0,0 —>

Сферы применения вискомуфты

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.

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.

Однако кроме плюсов у вискомуфт имеются и недостатки.

Дилатантная жидкость для вязкостной муфты: коротко о главном

Рабочая жидкость для вискомуфты производится на силиконовой основе. Характерными особенностями дилатантной жидкости для вискомуфты считаются:

Высокая степень вязкости при сохранении свойств текучести.

Повышение плотности при воздействии температуры или силы трения.

Увеличение объема при нагреве и уменьшение – в момент остывания.

Дилатантная жидкость находится в герметичном корпусе вискомуфты между турбинными колесами или пакетом дисков и необходима для передачи крутящего момента с одного элемента на другой. В момент вращения ведущего турбинного колеса или системы дисков происходит перемешивание жидкости внутри вискомуфты, что приводит к ее нагреву и увеличению вязкости и плотности. Вязкая, загустевшая жидкость блокирует муфту и жестко подключает ведущее и ведомое звено, обеспечивая равномерную передачу момента. При снижении скорости вращения ведущего звена температура дилатантной жидкости снижается, что приводит к уменьшению вязкости ее состава и разблокировки самой муфты.

Заглянем внутрь устройства

Вникнем детально в устройство и принцип работы вискомуфты полного привода, ведь именно в таких системах она используется чаще всего.

Итак, в общих чертах мы уже описали этот принцип – находится вискомуфта, как правило, между передней и задней осью автомобиля и связывает собой два вала – один, идущий от раздатки, а другой к заднему мосту.

Иногда эта муфта монтируется прямо в заднем мосту машины, но её суть и принцип работы от этого никак не меняется. Основными элементами устройства являются:

• герметичный корпус;
• наполнитель из специальной вязкой жидкости (как правило, на основе силикона);
• пакет дисков ведомого вала;
• пакет дисков ведущего вала.

Функционирует вискомуфта полного привода следующим образом.

В момент равномерного и спокойного движения оба вала, равно как и задние с передними колёсами, вращаются с одной скоростью – синхронно.

При таких условиях жидкость в муфте имеет минимальную плотность, и крутящий момент с ведущего на ведомый вал практически не передаётся.

Как только появляется разность в скорости вращения валом, а значит и дисков внутри, жидкость начинает активно перемешиваться (эффект миксера) и, благодаря своим уникальным физическим свойствам, густеть.

Это вызывает постепенную межосевую блокировку и на ведомый вал начинает поступать большее количество крутящего момента. Передний или задний мост, в зависимости от конструкции автомобиля, начинает включаться в работу.

Таким образом вискомуфта работает в автоматическом режиме, причём без какой-либо электроники или вмешательств со стороны водителя.

Вроде бы, на первый взгляд всё выглядит практически идеально, казалось бы, вискомуфта должна встречаться у каждого полноприводого авто, но это не так.

Более того, в современном автопроме данное приспособление уже практически не используется. Почему?

Муфта фрикционная электромагнитная

Предназначена для координации изменений параметров кинематических цепей механизмов без остановки вращения. Муфты данного типа незаменимы в системах, обеспечивающих автоматическое управление приводами исполнительных механизмов и оборудования.

Достоинство фрикционной муфты в том, что она способна обеспечить плавность при увеличении скорости, способствует уменьшению нагрузок и снижению риска перегрузок, исключает риск возникновения ударов в электромоторах. Помимо этого, использование электромагнитной муфты делает возможным разделение пуска мотора и исполнительного механизма.

Магнитопроводящие диски позволяют максимально сократить время пуска, торможения и реверсирования, производить десятки включений за одну секунду.

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.

div > .uk-panel’>» data-uk-grid-margin>