Что такое вискомуфта и как она работает. Что такое вискомуфта: принцип работы, виды и ремонт

Вязкостная муфта или вискомуфта – это устройство, передающее крутящий момент от одного вала к другому за счет вязкостных свойств специальной жидкости, находящейся внутри муфты. Данный механизм получил широкое распространение в технике, однако автолюбителям он больше знаком в качестве устройства в трансмиссии автомобиля. Это простой и недорогой механизм, который способен обеспечивать как автоматическую , так и автоматически подключаемый полный привод у большинства современных кроссоверов. Рассмотрим принцип работы, конструкцию, а также преимущества и недостатки популярного механизма трансмиссии.

Принцип работы вискомуфты

Вязкостная муфта представляет собой герметичный корпус, внутри которого находятся перфорированные диски и дилатантная жидкость (материал, основанный на силиконе, имеющий высокую вязкость). Одна часть дисков жестко соединена с приводным валом, другая – с корпусом дифференциала.

Общий вид вискомуфты

Когда автомобиль движется по ровному дорожному покрытию, дифференциал и приводной вал вращаются синхронно. Перфорированные диски при этом также вращаются как единое целое. Если же автомобиль начинает буксовать, колеса одной оси начинают быстро вращаться, а другая ось становится неподвижной. В этот момент диски, связанные с приводным валом, начинают быстро вращаться и перемешивать дилатантную жидкость. В итоге силиконовое вещество быстро сгущается и твердеет, блокируя дифференциал. Крутящий момент передается на вторую ось, тем самым «подключается» полный привод, который помогает автомобилю справиться с бездорожьем. После преодоления препятствия силиконовая жидкость возвращается в первоначальное состояние, вискомуфта разблокируется, а задняя ось отключается.

Устройство и основные компоненты

Схема вискомуфты: 1 — ведомая ступица; 2 — корпус муфты, связанный с приводным валом; 3 — ведомый диск; 4 — ведущий диск.

Основные компоненты вязкостной муфты – это плоские перфорированные диски, дилатантная жидкость и герметичный корпус.
Пакет дисков с отверстиями делится на две группы: одна группа соединена с ведущим валом, другая – с ведомым валом. Все диски находятся на минимальном расстоянии друг от друга, при этом ведущие и ведомые чередуются.
Дилатантная жидкость, заполняющая внутреннее пространство вискомуфты, представляет собой органическое вещество, основанное на силиконе. При активном перемешивании и нагреве вещество сгущается и переходит в твердое состояние. После расширения и затвердевания силиконового материала сильно возрастает давление на перфорированные диски, из-за чего они прижимаются друг к другу. Именно после этого задняя ось машины включается в работу.

Преимущества и недостатки

Сначала о плюсах вискомуфты:

• простейшая конструкция;
• прочный корпус, выдерживающий давление до 20 атмосфер;
• доступная стоимость из-за простоты конструкции;
• не требует обслуживания, обычно эксплуатируется без поломок в течение всего срока службы автомобиля.

Основные недостатки вискомуфты:

• невозможность ремонта (если вязкостная муфта сломалась, ее меняют на новую);
• опасность перегрева при длительной работе;
• отсутствует возможность ручной блокировки;
• неполное автоматическое блокирование;
• срабатывание с запозданием;
• несовместимость с ;
• отсутствие контроля за полным приводом;
• крупные муфты сильно уменьшают клиренс.

Применение вискомуфты

Вязкостная муфта, в основном, устанавливается на автомобили с повышенной проходимостью в качестве автоматической блокировки (например, на автомобилях Jeep Grand Cherokee и Range Rover HSE). Однако вискомуфта также может использоваться вместе с шестеренчатым свободным дифференциалом, выступая в роли вспомогательного механизма автоматической блокировки.
Отметим, что муфта с дилатантной жидкостью – это самый простой и дешевый способ связать обе оси автомобиля. Эффективности и точности этого механизма в большинстве случаев достаточно для предупреждения проскальзывания передних колес машины относительно задних на обычном дорожном покрытии. Однако сейчас автопроизводители все больше отказываются от установки вискомуфт из-за их несовместимости с системой ABS.

(вискомуфта) была изобретена в далеком, 1917 году Мелвином Северном, но в то время, его изобретение не было по достоинству оценено. О вязкостной муфте вспомнили только в середине 60-х годов, во время создания автомобиля с хорошей проходимостью, управляемостью и устойчивостью.

По своей сути, вязкостная муфта — это многодисковый фрикцион, характерной чертой которого являются диски, не контактирующие между собой поверхностями. Известно, что фрикцион — это самое обычное сцепление автомобиля. В нем, силы трения между дисками (пластины из стали, 0,25 — 1,0 мм толщины), передают крутящий момент. Одна половина дисков, установленных с минимальным зазором в пределах 0,15 — 0,2 мм, связана с цилиндрическим корпусом, а вторая половина — с валом привода любого из мостов, или с одной полуосью. Герметичный цилиндрический корпус примерно на 75 — 90% заполнен силиконовой жидкостью, которая в данном случае, выполняет роль связывающего звена между дисками. Силиконовая жидкость, обладает высокой кинематической вязкостью. Если обычные жидкости при нагревании уменьшают свою вязкость, то эта, наоборот, становилась более густой, вплоть до состояния твердого тела.


При движении автомобиля по поверхности дороги с одинаковым коэффициентом сцепления всех колес, последние вращаются с одинаковой угловой скоростью. При этом, диски муфты вращаются одинаково, не влияя друг на друга.

Но если одно из колес, или колеса одного моста попадают на поверхность дороги с меньшим коэффициентом сцепления (грязь, гололед) и они, а это значит что и диски муфты начинают вращаться с различной угловой скоростью. Включается в работу вискомуфта, она блокирует вращение этих дисков.

Процесс происходит следующим образом: во время работы муфты нагревается силиконовая жидкость. И чем больше разность вращения дисков, тем больше заполняется этой жидкостью объем муфты, что в свою очередь увеличивает трение между дисками устройства. Благодаря чему пропорционально меняется передача крутящего момента в зависимости от разницы вращения колес, то есть достигается необходимая степень блокировки.

Принцип действия вязкостной муфты

Принцип действия вязкостной муфты заключается в изменении количества оборотов вентилятора, в зависимости от величины температуры потока воздуха после прохождения им радиатора. Вязкостная муфта вентилятора существенно повышает эффективность системы охлаждения, за счет более эффективного использования производительности крыльчатки вентилятора. Муфта задает вентилятору оптимальное число оборотов, что позволяет эффективно работать всей системе регулирования воздуха. Это помогает прогревать холодный двигатель, и поддерживает нужный тепловой режим двигателя в эксплуатационных пределах. Режим работы вентилятора изменяется плавно, что повышает износоустойчивость не только ремней привода вентилятора, но и других деталей узла. Во время работы муфты между деталями не происходит трения, что существенно увеличивает срок службы вязкостной муфты.

Применение вязкостной муфты вентилятора означает, что:

1. Ресурс двигателя увеличивается, а потери мощности двигателя уменьшаются
2. Уменьшение расхода топлива
3. Практически бесшумная работа вязкостной муфты
4. Существенно снижена трудоёмкость замены ремней привода генератора и пневмокомпрессора
5. За счёт плавного хода увеличен ресурс ремней привода вентилятора
6. Низкая стоимость всего комплекта переоборудования при высоком качестве продукции

Такое устройство работает в автономном режиме, используя принцип изменения вязкости рабочей жидкости муфты.

Вязкостная муфта работает в зависимости от температуры воздуха после радиатора системы охлаждения двигателя. Она регулируется биметаллической термопластиной, то есть включается при 61°C — 67°C, когда температуре тосола достигает 84°C — 92°C.

Большинство моделей с продольным расположением силового агрегата, обычно оснащается вентилятором на ременном приводе, совмещенным с насосом охлаждающей жидкости. Если бы при этом крыльчатка вентилятора была жестко соединена с приводным шкивом, и частота его вращения была бы прямо пропорциональна оборотам коленчатого вала, то такое охлаждение не было бы эффективным, особенно при больших оборотах и низкой температуре воздуха. Поэтому, между шкивом и крыльчаткой, устанавливается вязкостная муфта, которая регулирует интенсивность потока проходящего воздуха, проходящего через радиатор.

На двигателе КамАЗ устанавливают девятилопастной вентилятор, диаметром 710 мм. Материал, из которого он изготовлен -стеклонаполненный полиамид, ступица вентилятора, изготовлена из металла.

Для привода такого вентилятора применяется вязкостная муфта вентилятора камаз, которая крепится к ступице вентилятора.

Принцип работы вязкостной муфты камаз основан на изменении вязкости жидкости при трении в небольших зазорах между дисками муфты. В качестве рабочей жидкости применяется силиконовая жидкость с высокой вязкостью.

Такая муфта, по своей конструкции – неразборная, и поэтому не нуждается в техническом обслуживании во время эксплуатации.

Вязкостная муфта вентилятора камаз включается биметаллической спиралью, при достижении температуры воздуха после радиатора до 61° С — 67° С.

Вентилятор установлен в неподвижной кольцевой обечайке, которая жестко прикреплена к двигателю. Обечайка вентилятора и его кожух, способствуют увеличению расхода потока воздуха, который нагнетается вентилятором через радиатор.

Вискомуфта, или, как ее еще называют, вязкостная муфта, являясь частью трансмиссии авто, представляет собой механизм передачи и выравнивания крутящего момента колес. Ее главное отличие от таких агрегатов, как гидромуфта и гидротрансформатор заключается в том, что крутящий момент передается благодаря использованию уникальных вязкостных свойств специальных жидкости, которой заполняют вискомуфту.

Используется, как вспомогательный механизм для автоматической блокировки дифференциала колес.

Вискомуфта – далеко не новое изобретение. Прототип был создан еще в далеком 1917 году в США. Изобретатель – Мелвин Северн. Изобретение опередило свое время, так как применения ему не нашлось, и только в 1964 году вискомуфта использовалась впервые – ее установили по прямому назначению – как блокиратор межосевого дифференциала на английский автомобиль Interceptor FF. С тех пор вискомуфта широко использовалась в самоблокирующихся дифференциалах на легковых автомобилях с постоянным полным приводом всех колес.

Вискомуфта состоит из нескольких наборов дисков, которые находятся внутри металлического корпуса. Набор дисков включает в себя ведущие диски (соединяются с ведущим валом), и ведомые диски (соединяются с ведомым валом).

На поверхности дисков есть специальные выступы и углубления. Ведомые и ведущие диски располагаются друг от друга на очень маленьком расстоянии. Внутри муфта заполнена специальной дилатантной жидкостью на силиконовой основе, которая обладает уникальной особенностью – сильно сгущаться и расширяться при интенсивном перемешивании.

Как работает вискомуфта

В процессе равномерного движения оба вала – ведущий и ведомый вращаются с одинаковой скоростью. При этом жидкость внутри вискомуфты не перемешивается, и она не оказывает никакого воздействия на пакет дисков. Если скорость вращения одного из валов меняется, диски начинаются вращаться. Жидкость внутри вискомуфты начинает перемешиваться, ее вязкость стремительно растет. Если разница между скоростью вращения обеих валов достаточно высока, жидкость внутри муфты становится настолько вязкой, что напоминает твердое вещество. В результате вискомуфта блокируется, вследствие чего передача крутящего момента от ведущего колеса к ведомому достигает максимума.

Какую жидкость заливают в вискомуфту. Какую роль играет вязкость жидкости при работе вискомуфты

Корпус вискомуфты имеет цилиндрическую форму, он полностью герметичен, и примерно на 80-90% заполнен специальной жидкостью на основе силикона, которая играет роль связующего элемента между дисками. Силиконовая жидкость (научное название – силоксан, кремний органический полимер) имеет высочайшую кинематическую вязкость. При этом отсутствуют какие-либо смазывающие свойства, что позволяет этому веществу намертво замыкать диски между собой, при условии, что они вращаются с разной угловой скоростью.
В результате кропотливой работы, ученым-химикам удалось создать кремнийорганическую жидкость с поистине уникальными свойствами. У большинства жидкостей в процессе нагрева вязкость начинает уменьшаться, а силоксан наоборот – становится более густым, пока не приобретает свойства твердого вещества. Благодаря такой особенности вискомуфта может передавать крутящий момент при разных скоростях вращения деталей за счет вязкости кремнийорганической жидкости.

Итак, если угловые скорости движущихся внутри вискомуфты деталей не совпадают, силиконовая жидкость интенсивно перемешивается, что приводит к резкому расширению ее объема и увеличению вязкости (с коэффициентом 2 на каждые 450 бар).

Вискомуфта и система полного привода, как работает вискомуфта, и где установлена

Данный агрегат применяется в автоматических полноприводных системах. В обычных условиях езды усилие от работы двигателя передается только на одну ось вторая ось подключена непосредственно через вискомуфту, но работает в режиме свободного хода, то есть, отключена от двигателя. Если ведущая ось начинает пробуксовывать, вискомуфта блокируется, и усилие от двигателя распространяется на ведомую ось.

Один из главных недостатков вискомуфты – относительно долгое время срабатывания – агрегат допускает проскальзывание колес перед тем, как они заблокируются, и усилие от двигателя перебросится на вторую ось. Особенно хорошо это чувствуется при работе систем автоматического полного привода. Так, если резко прибавить газ, проходя, например, скользкий поворот, ведущую ось начнет сносить, и только потом, с некоторой задержкой включается второй мост. Поведение автомобиля при этом резко меняется. При старте с места на песке колеса ведущей оси могут основательно закопаться перед тем, как начнет работать ведомая ось.

Чтобы сократить время срабатывания блокировки, производители используют разные передаточные числа в редукторах, что заставляет ведомый и ведущий валы вращаться с разной скоростью, перемешивая связующую жидкость. Таким образом, удается создать преднатяг вискомуфты. Однако слишком сильный преднатяг создает большое напряжение трансмиссии, вследствие чего машина становится слишком чувствительной к разной выработке колес на ведущей и ведомой осях.

Как проверить работу вискомуфты в системе трансмиссии

Самые достоверные результаты можно получить с помощью теста, производимого на роликовом стенде, или, как его еще называют, «на барабанах». В процессе тестирования впереди и сзади автомобиля не должно находится никаких посторонних предметов. Стоять спереди и сзади авто тоже категорически запрещено.

Алгоритм действий следующий:

Включается первая передача, обороты двигателя доводятся до 1500 об/мин. В этом режиме работы вискомуфта блокироваться не должна.

При увеличении оборотов двигателя свыше 1500 вискомуфта должна заблокироваться, при этом автомобиль должен съехать со стенда.

Если вискомуфта не заблокировалась при оборотах двигателя от 1500 до 2500 об/мин., значит она несправна и нуждается в замене.

Контроль свободного хода проверяется следующим образом:

Необходим подъемник и один помощник.

Автомобиль приподымают на высоту примерно 1 метр от пола.
Вместе с помощником одновременно начинают проворачивать вперед задние колеса. Передние колеса при этом должны оставаться неподвижными.
Далее вместе с помощником проворачивают задние колеса в сторону заднего хода. При этом передние колеса должны проворачиваться синхронно с задними.

Для проверки системы межколесной блокировки понадобится два помощника. Порядок действий следующий:

Так как для срабатывания системы блокировки необходим вакуум, нужно запустить двигатель примерно на 30-40 секунд на холостом ходу, после чего двигатель можно заглушить.

Один человек садится в салон за руль.
Машину приподнимают примерно на 1 метр от пола.
Помощник включает зажигание (двигатель запускать не нужно), включает заднюю скорость, до упора выжимает сцепление.
Два человека начинают одновременно проворачивать задние колеса в разных направлениях.
Если провернуть колеса не получается, то проблема может быть не только в неисправной вискомуфте, и в электропроводке, пневматике, или механике заднего дифференциала.

Вискомуфта радиатора охлаждения, как работает, где установлена

Работа вискомуфты радиатора охлжадеия напрямую зависит от ее устройства, благодаря которому вентилятор работает не постоянно, а в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Благодаря этому, система охлаждения работает максимально эффективно.
Викомуфта радиатора охлаждения состоит из цельного корпуса, имеющего овальную форму.
Внутри корпуса находятся два диска. Один диск жестко прикреплен к валу крыльчатки охлаждающего вентилятора. Другой крепится непосредственно на вал, который соединен с приводом от двигателя. Диски «плавают» в специальной силиконовой жидкости. Конструкция вискомуфты включает также специальную биметаллическую пластину.

Вся система работает следующим образом:

Если температура воздуха нормальная, то оба диска либо находятся на минимальном расстоянии друг от друга, либо слегка зацепляются. Однако в любом случае диски проскальзывают относительно друг друга. Это значит, что в данном случае вентилятор не работает. При повышении температуры биметаллическая платина начинает сжиматься прогибаться, выдавливая силиконовую жидкость из резервуара. Давление на один из дисков начинает постепенно увеличиваться, диски начинают прижиматься друг к другу – вентилятор начинает вращаться.
Когда температура падает, биметаллическая пластина постепенно возвращается в исходное положение, давление внутри муфты падает, диски разъединяются, и вентилятор останавливается.

Вискомуфта радиатора устанавливается на вал помпы вместе с вентилятором. Иногда конструкция монтируется на коленчатом валу – тут все зависит от конкретной модели автомобиля. Необходимо отметить, что вентилятор с вискомуфтой – намного более эффективная система, чем обычная крыльчатка, установленная на вал. Вискомуфта срабатывает по мере необходимости, при этом не охлаждая двигатель без надобности, например, в зимнее время.
Чаще всего вентилятор с муфтой устанавливают на автомобили, рассчитанные на большие нагрузки:

Грузовики.
Кроссоверы.
Внедорожники.
Спорткары, и.т.д.

Как проверить работу вискомуфты вентилятора радиатора охлаждения

Если автомобиль не эксплуатировался длительное время, то вискомуфта радиатора охлаждения может нуждаться в замене масла и проверке на наличие неисправностей. Разумеется, не исключен выход вискомуфты из строя в силу износа или механических повреждений. Определить наличие неисправности вискомуфты бывает достаточно сложно, но возможно даже в домашних условиях.
Один из самых простых способов проверки – сравнить частоту оборотов муфты при холодном и горячем двигателе. При холодном двигателе не должно наблюдаться никаких посторонних звуков, обороты вентилятора, как правило, соответствуют норме. При прогретом двигателе могут» всплывать» посторонние шумы, а количество оборотов может не соответствовать норме.
Шумы внутри муфты могут свидетельствовать о неисправных подшипниках. Кроме этого, одной из самых распространенных неисправностей вискомуфты радиатора охлаждения являются уплотнение сальников и утечка силиконовой жидкости.

Совет профи: неисправная вискомуфта не подлежит ремонту

Почти на все современные автомобили устанавливаются неразборные вискомуфты, отремонтировать которые, тем более в условиях домашнего гаража, совершенно невозможно. Но все же есть несколько моделей, в основном производства Германии, конструкция которых позволяет заменить подшипники и силиконовую жидкость.

Когда выходит из строя подшипник вискомуфты, это можно определить по характерному вою из-под капота. Если есть утечка силиконовой жидкости из корпуса, эффективность работы муфты существенно снижается – вентилятор начинает вращаться медленней, даже может полностью остановиться. Такие же «симптомы» могут наблюдаться при выходе из строя дисков.

Итак, если на вашем автомобиле установлена разборная модель, ее можно попытаться отремонтировать самостоятельно:

Для начала необходимо снять вентилятор. Как правило, для этого достаточно открутить 3 и 4 болта. Сняв вентилятор, можно более точно оценить состояние вискомуфты. Если поврежден подшипник, то перед его снятием необходимо слить всю силиконовую жидкость через специально предназначенное для этого отверстие. После этого отверткой аккуратно подковыривают пластинку, которая прикрывает сам подшипник. Далее с помощью съемника извлекают подшипник и устанавливают новый. Подшипник в гнездо запрессовывают специальной оправкой. При этом категорически запрещается бить по обойме подшипника молотком и вообще наносить какие-либо удары.

Если внутри вискомуфты недостаточно жидкости, это можно довольно легко определить по резкой остановке вентилятора после того, как двигатель заглушен. Кроме того, двигатель начинает перегреваться из-за падения частоты вращения вентилятора. Силиконовую жидкость доливают в муфту, используя для этого специальный шприц. Впрочем, можно использовать и обычный медицинский, самого большого «калибра», который удастся найти.

Что касается повреждения дисков, то его можно точно определить, только полностью разобрав вискомуфту. Отремонтировать диски нельзя.

Полностью заменить вискомуфту вентилятора охлаждения несложно. Пришедший в негодность узел снимают с двигателя, откручивают крыльчатку. Устанавливают новую деталь. При установке необходимо обратить внимание на то, чтобы болты был закручены достаточно плотно. Далее вентилятор устанавливают на свое место. Необходимо отметить, что в подавляющем большинстве случаев вискомуфту гораздо проще и быстрее поменять, чем заморачиваться с ее ремонтом и восстановлением.

Как на Алиэкспресс найти и заказать вискомуфты по сходной цене и бесплатной доставкой

Сегодня — одна из самых крупных и популярных торговых торговых площадок в мире. Купить здесь можно в буквальном смысле все, что не запрещено законом, и по самым привлекательным ценам. Автозапчасти — не исключение, доступны практически любые детали для любых марок авто.

Для того, чтобы воспользоваться всеми преимуществами сервиса, для начала необходимо пройти процесс регистрации. Важно: все данные заполняются на латинице:

После этого можно приступать к поиску нужного товара. Чтобы найти товар с бесплатной доставкой, отмечаем галочкой чекбокс, указанный стрелкой:

Выбрав подходящий товар, нужно нажать на кнопку «добавить в корзину», или «купить сейчас», после чего рассчитаться любым подходящим способом, представленным на сайте.

Вот и все. Остается только дождаться доставки товара, которая занимает от месяца до двух.

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

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).