Вискомуфта что это в автомобиле

что это, устройство и принцип работы :: Autonews

adv.rbc.ru

Autonews

Телеканал

Pro

Инвестиции

Мероприятия

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Газета

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

adv. rbc.ru

Фото: Shutterstock

adv.rbc.ru

Что такое вискомуфта

Вискомуфта (вязкостная муфта / VC или viscous coupling) — это устройство для передачи усилия с помощью вязкостных свойств специальных жидкостей. Вискомуфту в 1917 году изобрел американец Мелвин Северн, но практическое применение устройство нашло лишь через полвека. На британском Jensen Interceptor FF, первом в мире серийном легковом полноприводном автомобиле без претензий на внедорожность, вискомуфта отвечала за блокировку межосевого дифференциала. С тех пор VC в автомобилестроении применялась:

Для автоматического подключения полного привода.
Для блокировки дифференциалов.
В системе охлаждения ДВС.

Фото: press.ocenin.ru

Устройство и принцип работы вискомуфты

Действие вискомуфты основано на свойстве так называемых неньютоновских (или дилатантных) жидкостей густеть и расширяться при внешнем воздействии. В VC используются жидкости на основе силикона. В зависимости от задач, выполняемых муфтой, различают два основных типа ее конструкции:

При использовании VC в трансмиссии герметичный цилиндрический корпус исправной муфты заполнен дилатантной жидкостью на 90% с учетом ее расширения при перемешивании и нагреве. Внутри корпуса находятся два набора чередующихся перфорированных дисков, между которыми имеется зазор от 0,2 до 0,4 мм. Одни диски связаны с ведущим, а другие с ведомым валом трансмиссии. В обычных условиях движения скорости вращения дисков примерно одинаковы и дилатантная жидкость сохраняет текучесть. При пробуксовке, сопровождающейся возникновением заметной разницы в скоростях вращения валов трансмиссии, жидкость начинает интенсивно перемешиваться и густеть. В результате происходит либо подключение полного привода, либо блокировка дифференциала.
При использовании VC в приводе вентилятора охлаждения двигателя дилатантная жидкость находится в специальных камерах внутри корпуса муфты и поступает в пространство между ведущим (соединен с коленчатым или распределительным валом ДВС) и ведомым (соединен с крыльчаткой вентилятора) дисками через пружинные клапаны. За их открытие отвечает чувствительная к нагреву биметаллическая полоса, которая закреплена на обращенной к радиатору стороне корпуса VC. Таким образом, муфта начинает замыкаться по мере прогрева двигателя. Чем горячее радиатор, тем больше дилатантной жидкости поступает в пространство между дисками и тем быстрее вращается вентилятор. С понижением температуры охлаждающей жидкости в радиаторе биметаллическая полоса постепенно принимает изначальную форму. При этом закрываются клапаны, отвечающие за подачу дилатантной жидкости в пространство между дисками, и открывается сливной канал. По нему под действием центробежной силы дилатантная жидкость постепенно возвращается в резервуары, что приводит к замедлению вентилятора. В настоящее время эта конструкция в легковых автомобилях уступила место более эффективным электрическим вентиляторам охлаждения ДВС.

Фото: voditelauto.ru

Преимущества и недостатки вискомуфты

Как известно, у любой медали две стороны, и VC не исключение. Среди преимуществ вискомуфты:

Простота устройства.
Невысокая стоимость для производителя.
Надежность.
Независимость от электрической сети автомобиля, что снижает нагрузку на генератор.
Сохранение работоспособности после длительного простоя, в том числе при повышенной влажности, к которой чувствительны электрические системы.
Отсутствие необходимости в обслуживании.
Мягкость срабатывания, что особенно заметно при использовании VC в трансмиссии.

Минусов у вискомуфты тоже немало:

Недостаточное быстродействие, что снижает эффективность полного привода.
Склонность к перегреву в условиях тяжелого бездорожья при использовании в трансмиссии.
Громоздкость и выраженная зависимость габаритов от величины передаваемого усилия, что затрудняет проектирование трансмиссии высокомощных легковых автомобилей и внедорожников.
Невозможность обеспечить работу вентилятора при выключенном двигателе.
Забор части мощности двигателя при использовании в приводе вентилятора системы охлаждения ДВС.
Низкая ремонтопригодность. Часто это связано с отсутствием информации о типе использованной в данной VC дилатантной жидкости, от свойств которой зависят момент смыкания дисков и величина передаваемого усилия.

Фото: thewikihow.com

Признаки неисправности вискомуфты

Несмотря на свою надежность, VC, как любой механизм, может выйти из строя. Это указывает на следующие проблемы.

Наличие потеков дилатантной жидкости на корпусе муфты свидетельствует об износе сальников.
Одинаковая скорость вращения вентилятора на холодном и прогретом двигателе. Причина — в утечке дилатантной жидкости или неисправности механизма ее подачи в пространство между ведущим и ведомым диском.
Посторонние шумы, вибрации при работе вентилятора — признак износа подшипника VC.

Как выбрать вискомуфту

В случае необходимости замены вискомуфты и при отсутствии информации о ее модели есть смысл обратиться в интернет-магазины. Там можно найти код оригинальной муфты и коды аналогов. В этих поисках нужно знать:

VIN-код автомобиля.
Данные о модели автомобиля, годе выпуска и параметрах двигателя.

adv.rbc.ru

принцип работы вязкостной муфты автомобиля

Итак, что такое вискомуфта вентилятора на автомобиле или как её ещё называют вязкостная муфта? Вискомуфта — это механизм, который служит не только для передачи крутящего момента, но также еще и для его выравнивания, носит название вязкостной муфты. Если сравнивать этот узел с гидромуфтой или же с гидротрансформатором, то наблюдаем иной принцип действия.

Вискомуфты вентилятора работают по принципу передачи крутящего момента не с помощью динамических свойств жидкостного потока, а через вязкостные свойства жидкости, которая заполняет ее внутренний объем. Преимущественно вискомуфты используются как механизм, осуществляющий автоматическую блокировку дифференциала.

Хроника создания вискомуфт

Что такое вискомуфта народ не знал аж до 1917 года пока в США, Мелвин Северн не изобрел эту самую вискомуфту. Однако сразу после этого она не нашла сколь-нибудь широкого применения. Лишь в 1964 году ее впервые смонтировали на автомобиль, называвшийся Interceptor FF. Разработанная инженерами английской компании Jensen, она была предназначена для того, чтобы служить автоматической блокировкой межосевого дифференциала машины.

Именно середина шестидесятых прошлого века оказалась временем, когда вязкостные муфты стали широко внедрятся в конструкцию полноприводных трансмиссий легковых автомобилей с постоянным приводом. Сейчас вискомуфты устанавливаются на двигатели Cummins, а так же широко используются и на других моторах.

Конструкция и основы работы автомобильных вискомуфт

По конструкции вискомуфта – это блок из тонких дисков, которые собраны в пакет и смонтированы в герметически закрытом корпусе. Конструктивно муфта состоит из двух пакетов, один из которых является ведущим, второй – ведомым, соответственно они соединены с входным и выходным валами.

Поверхность дисков, составляющих пакеты, особым образом отперфорирована отверстиями и отштампована выпуклостями. Каждый из дисковых блоков набран с таким расчетом, чтобы между отдельными составляющими их дисками было минимально допустимое расстояние.

Полость корпуса вискомуфты вентилятора на автомобиле заполняется дилатантной жидкостью. Чаще всего в основе ее вязкое вещество кремний-органического происхождения (силикон), которое обладает непостоянной вязкостью, резко возрастающей в результате роста скорости деформации смещения.

Увеличению эффективности работы муфты способствует также свойство жидкости очень сильно расширяться при повышении температуры, что приводит к возникновению дополнительной силы давления со стороны жидкости, передаваемой на диски. Ввиду перечисленных особенностей вискомуфты, диски, при увеличении скорости вращения, словно слипаются.

Если движение автомобиля равномерно, то скорость вращения ведущего и приводимого в движение жидкостью валов одинакова и не возрастает, т.к. внутреннее сопротивление в жидкости стабильно. Если один из этих двух валов изменяет скорость своего вращения по отношению к другому, диски в вискомуфте автомобиля подвергаются интенсивному относительному смещению.

Как следствие, скачкообразное возрастание вязкости жидкости и стремление возникающей внутрижидкостной силы трения к выравниванию угловых скоростей обоих дисковых пакетов. Значительная разность скоростей вискомуфты приводит к тому, что жидкость отвердевает из-за существенного возрастания собственной вязкости. При этом муфта самоблокируется и начинает передавать крутящий момент с ведущего вала на ведомый без фактических потерь.

Слабость и достоинства вязкостной муфты

Степень вязкости находящейся внутри муфты жидкости находится в зависимости от того, насколько сильно она перемешивается за счет вращения пакетных блоков, то есть от разности их угловых скоростей. Однако присутствует нелинейная зависимость между свойствами жидкости, что не дает возможности предопределить тормозной коэффициент. Ввиду этой причины эффективность вискомуфт в конструкции самоблокирующихся дифференциалов относительно невелика.

Если говорить об автомобилестроении, то в чистом виде, без традиционного дифференциала на основе шестеренчатого механизма, дифференциалы, основанные исключительно на работе вискомуфты, практически не употребляются. Связано это еще и с тяжеловесной конструкцией подобных муфт, ибо их эффективность находится в зависимости от поперечника дисков, а также от внутрикорпусного объема жидкости.

Ввиду возникающих требований к величине передаваемых моментов, внешние размеры ведущего моста значительно возрастают, что, помимо всего прочего, является еще и следствием снижения проходимости транспортного средства из-за уменьшения дорожного просвета.

Вместе с тем, вискомуфты весьма просты по конструкции. Хотя из-за особенностей своего функционирования должны обладать специфическими свойствами. Например герметичностью, которая не будет теряться при внутреннем давлении, достигающем пятнадцати атмосфер. Весь срок эксплуатации муфт не подразумевает их специального обслуживания. А если выявляется неисправность устройства, то этот узел попросту заменяется на новый.

Использование вязкостных муфт на практике

В основном данный механизм используется на полноприводных автомобилях с увеличенной проходимостью как самоблокирующийся дифференциал между осями, в качестве самостоятельного осевого дифференциала не употребляется. Изредка, вискомуфта, применяется как механизм автоматического блокирования традиционного дифференциала с шестернями: модели Thema и Dedra 2000 Turbo итальянской Lancia.

Для того, чтобы синхронизировать крутящий момент двух осей, передней и задней, более простого и недорогого способа, чем применение вязкостной муфты, попросту не существует. Ввиду относительно небольшой разницы моментов, возникающих в стандартных дорожных условиях на обеих осях автомобиля, оказывается вполне достаточной точность срабатывания муфты.

Работа вязкостной муфты успешно препятствует возникновению эффекта проскальзывания колес передней оси относительно колес оси задней. Особенно часто подобное возможно при преодолении автомобилем сильно пересеченной местности.

Если говорить о современных решениях, то автомобилестроители все реже применяют вискомуфты, отдавая предпочтение более совершенным принудительно управляемым муфтам Haldex. Они значительно лучше охлаждают и взаимодействуют с системами ABS. Поэтому зная, что такое вискомуфта не стоит полагаться на нее полностью. Время идет и всему есть замена.

Поделитесь информацией с друзьями:

Вискомуфта | Как работает

Вискомуфта часто встречается в полноприводных автомобилях. Он обычно используется для соединения задних колес с передними, так что, когда один комплект колес начинает проскальзывать, крутящий момент передается на другой комплект.

Вискомуфта имеет два набора пластин внутри герметичного корпуса, заполненного густой жидкостью, как показано ниже. К каждому выходному валу присоединен один набор пластин. В нормальных условиях оба набора пластин и вязкая жидкость вращаются с одинаковой скоростью. Когда один набор колес пытается вращаться быстрее, возможно, из-за проскальзывания, набор пластин, соответствующих этим колесам, вращается быстрее, чем другой. Вязкая жидкость, застрявшая между пластинами, пытается догнать более быстрые диски, увлекая за собой более медленные. Это передает больший крутящий момент на более медленно движущиеся колеса — колеса, которые не скользят.

Когда автомобиль поворачивает, разница в скорости между колесами не так велика, как при пробуксовке одного колеса. Чем быстрее пластины вращаются относительно друг друга, тем больший крутящий момент передает вискомуфта. Муфта не мешает поворотам, потому что крутящий момент, передаваемый во время поворота, очень мал. Однако это также подчеркивает недостаток вязкостной муфты: передача крутящего момента не произойдет до тех пор, пока колесо действительно не начнет проскальзывать.

Простой эксперимент с яйцом поможет объяснить поведение вязкостной муфты. Если вы поставите яйцо на кухонный стол, скорлупа и желток останутся неподвижными. Если резко раскрутить яйцо, скорлупа на секунду будет двигаться с большей скоростью, чем желток, но желток быстро догонит. Чтобы доказать, что желток вращается, как только яйцо начнет вращаться, быстро остановите его, а затем отпустите — яйцо снова начнет вращаться (если только оно не сварено вкрутую). В этом эксперименте мы использовали трение между скорлупой и желтком, чтобы приложить силу к желтку, ускоряя его. Когда мы остановили скорлупу, это трение — между все еще движущимся желтком и скорлупой — приложило силу к скорлупе, заставив ее ускориться. В вязкостной муфте сила приложена между жидкостью и набором пластин так же, как между желтком и скорлупой.

Часто задаваемые вопросы по дифференциалам

Для чего используются дифференциалы?

Дифференциал — это устройство, которое распределяет крутящий момент двигателя по двум направлениям, позволяя каждому выходу вращаться с разной скоростью.

Что делает дифференциал?

Дифференциал выполняет три функции: направляет мощность двигателя на колеса; действовать как последняя передача в автомобиле, замедляя скорость вращения трансмиссии в последний раз, прежде чем она коснется колес; и передавать мощность на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.

У всех автомобилей есть дифференциалы?

Дифференциал встречается на всех современных легковых и грузовых автомобилях, а также на многих полноприводных (постоянно полноприводных) автомобилях.

Сколько стоит замена дифференциала?

Стоимость обычно колеблется от 200 до 400 долларов, согласно Car Brain.

Почему он называется дифференциалом?

Он называется дифференциалом из-за того, как он передает мощность на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Карим Найс «Как работают дифференциалы» 2 августа 2000 г.
HowStuffWorks.com. 1 марта 2023 г.

Какая польза от блока вязкостной муфты в полноприводных автомобилях?

Вязкостная муфта (ВК) является трансмиссией компонент, предназначенный для передачи и выравнивания крутящего момента от центра приводной вал к переднему дифференциалу и к передним колесам. В отличие от гидравлическая муфта и преобразователь крутящего момента, VC использует другую рабочую принцип: крутящий момент передается не через динамические свойства потока жидкости, а благодаря вязким свойствам жидкости, заполняющей внутреннее пространство узла вискомуфты. Этот блок используется в качестве механизма для автоматического блокировка дифференциала.

Вискомуфта

История

VC был изобретен в 1917 году американцем Мелвина Северна, но тогда это не нашло применения. Только в 1964 году ВК впервые был применен как механизм автоматической блокировки межосевого дифференциал в автомобиле Interceptor FF производства английской компании Jensen. С середины 60-х годов в самостопорящихся кроссах широко применялись узлы ВК. дифференциалы, устанавливаемые на полноприводные легковые автомобили.

Конструкция и эксплуатация принцип

Блок VC состоит из множества плоских дисков установлен внутри герметичного корпуса. В комплект дисков входит комплект привода диски, соединенные с ведущим валом, и набор ведомых дисков, соединенных с ведомый вал. Поверхности дисков имеют неровности и отверстия. Комплект дисков есть сформированы таким образом, что ведущие и ведомые диски ВК чередуются и расположенные на небольшом расстоянии друг от друга. Дилатантная жидкость на основе силикон (кремнийорганическое вязкое вещество), заполняет внутреннее пространство корпус ВК. Эта жидкость имеет свойство загустевать при быстром перемешивании. Кроме того, дилатантная жидкость имеет большой коэффициент расширения при нагревании; это повышает эффективность вискомуфты, так как процесс смешения дополнительное давление на диски ВК, которые слипаются (т. е. прижимаются к каждому др. за счет расширения жидкости) под действием нагретой жидкости.

Конструкция вязкостной Связь

В постоянное движение ведущего и ведомого валов, диски ВК вращаются в одинаковая скорость и частицы жидкости не смешиваются, не оказывая воздействия на диск упаковка. Как только один из валов начинает вращаться быстрее другого во-первых, диски пакета ВК приходят в движение относительно друг друга. дилатантная жидкость, заполняющая корпус ВК, интенсивно перемешивается. Жидкость вязкость, благодаря своим дилатантным свойствам, начинает постепенно увеличиваться. Возникающие силы трения между частицами жидкости стремятся выровнять скорости вращения. дисков. Если разница скоростей очень велика, жидкость становится такой вязкой что оно приобретает свойства твердого вещества – ВК блокируется, и крутящий момент, передаваемый от ведущего вала к ведомому через ВК пакет плит, достигает своего максимального значения.

Вискомуфта демонтаж

Применение вязких Связь

Вязкостная муфта в основном применяется в полноприводных трансмиссиях легковых автомобилей, где ВК используется либо как дифференциал повышенного трения (LSD), или играет роль блокирующей муфты в дополнение к обычному дифференциалу.

Схема работы вискомуфта

Когда ВК используется для обеспечения дифференциального вращения осей, следует понимать, что ВК ни в коем случае не является дифференциал: он не разделяет крутящий момент и не разделяет потоки мощности. В конструктивных решений таких трансмиссий одна ось всегда жестко связана с двигатель, а другой подключен к дифференциалу через VC. В штатные режимы работы, ось, подключенная через ВК, обеспечивает около 5-10% вклада в общее тяговое усилие. В кратковременных режимах проскальзывания главного ведущего моста, ВК позволяет передавать до 100% эффективности используемая мощность на активированную ось. Работа ВК в заблокированном режиме обычно имеет кратковременный характер, так как его длительная блокировка приводит к перегреву и падение тягового усилия активированной оси до нуля. Несмотря на это недостатком, конструктивное решение с активируемой осью до сих пор используется во внедорожниках (обычно задняя ось включена).

Полезная информация о полном приводе легковые автомобили

Когда ВК используется для блокировки дифференциал, он соединяет две составляющие дифференциала – либо корпус дифференциала (водила) и одна солнечная шестерня или две солнечные шестерни (обе варианты идентичны по своим возможностям). В случае одновременного проскальзывания обоих компонентов, ВК выравнивает их угловые скорости до полной блокировки дифференциала. Это конструктивное решение было использовано на межосевых дифференциалах Toyota Celica GT4 ST205, Subaru Impreza WRX GC8A и Alfa-Romeo 155Q4. Компания BorgWarner считается одним из ведущих производителей агрегатов ВК.

Плюсы и минусы вискомуфта

В список преимуществ ВК входят следующий:

- улучшенная проходимость автомобиля и лучшая способность совершать крутые повороты;

- усиленный контакт шины при переговорах резкие повороты;

- ВК помогают предотвратить пробуксовку колес и автомобиля боковые скольжения;

- лучшая курсовая устойчивость автомобиля при движение в сложных погодных условиях (скользящее покрытие, дождь, снег) благодаря передача крутящего момента на задние колеса при пробуксовке передних;

- тяговое усилие может возрастать до 100%;

- автомобили с ВК могут буксировать тяжелые трейлеры.

Что касается недостатков ВК, то следует отметил, что вязкостные свойства жидкости, заполняющей ВК, зависят от интенсивность его перемешивания, а следовательно, и от разности угловых скоростей вращающихся дисков. Но линейной зависимости этих свойств нет, поэтому нельзя для прогнозирования коэффициента торможения сцепных дисков. Из-за этого самоблокирующийся дифференциалы с ВК имеют низкий КПД. Дифференциалы на основе ВК (без использования свободного шестеренчатого дифференциала) в современных автомобилях не применяются, из-за низкого КПД ВК и громоздкости конструкции. Поскольку Эффективность ВК зависит от диаметра дисков и объема жидкости. заполнение корпуса ВК, установка этого механизма увеличивает габариты ведущего моста и приводит к уменьшению клиренса автомобиля.

Проблемы и ремонт

В перечень признаков неисправности ВК входят: неисправен поведение на дороге, вибрации и визг шин при повороте, износ задней шины. Как правило, венчурные капиталисты не требуют никакого обслуживания. услуги в течение срока службы автомобиля. Во многих случаях специалисты по ремонту заменить проблемные VC. Но высокая цена ВК заставляет водителей искать для любых возможных вариантов ремонта.

Для проверки неисправности ВК необходимо поднять один из колеса с помощью домкрата, переключиться на N-передачу и прокрутить колесо вручную.