Принцип работы вискомуфты. Устройство и ремонт вязкомуфты вентилятора охлаждения

Как устроена муфта вентилятора Toyota и каков ее принцип действия? Поскольку эта тема все еще вызывает порой вопросы, попробуем разобраться...

Принцип

Вентилятор с ременным приводом, обычно совмещенный с насосом охлаждающей жидкости, традиционно устанавливались на большинство моделей с продольным расположением силового агрегата. Если бы крыльчатка вентилятора жестко соединялась с приводным шкивом, то частота его вращения была прямо пропорциональна оборотам коленчатого вала - такое охлаждение было бы чрезмерно эффективно, особенно на больших оборотах и при низкой температуре за бортом. Поэтому, для регулировки интенсивности потока воздуха, проходящего через радиатор, между шкивом и крыльчаткой устанавливается вязкостная муфта.

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

Конструкция

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

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

Рабочие камеры представляют собой "лабиринты", образованные ребрами на роторе и на делительных пластинах. Момент передается от ротора к корпусу за счет "внутреннего трения" в силиконовом масле.

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

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

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

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

В современных легковых автомобилях в системе охлаждения двигателя применяются электрические приводы вентилятора радиатора. На российских автодорогах можно встретить машины, оборудованные вискомуфтой, как средством привода вентилятора охлаждения радиатора.

Такие муфты, вследствие конструктивных особенностей, могут быть установлены только на автомобили с продольной установкой двигателя, то есть, с задним приводом. Большинство авто сейчас имеет передний привод, поэтому вискомуфту в системе охлаждения двигателя можно увидеть не часто.

Не на каждом СТО есть специалисты, которые знают как проверить вискомуфту вентилятора охлаждения на работоспособность, выполнить её техническое обслуживание и ремонт.

Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения

Данное устройство иногда именуют «вязкостная муфта». Ее ротор с помощью ременной передачи соединен со шкивом коленчатого вала двигателя. На некоторых автомобилях она устанавливается непосредственно на вал коленвала или распредвала.

Конструкция вискомуфты имеет два диска, находящихся на близком расстоянии друг с другом, но механически не связанных между собой. Они расположены в закрытой полости. Один из дисков механически соединен с ротором привода и коленвалом (распредвалом). Другой диск приводит во вращение крыльчатку вентилятора, охлаждающего радиатор. Так как диски механически никак не связаны, то теоретически вращение двигателя передаваться на вентилятор не будет, он будет неподвижен.

Видео — что такое визкомуфта и её принцип работы:

При нагревании вязкостной муфты изменяются геометрические размеры биметаллической пластины, которая в ней установлена. Она открывает канал для поступления в полость, где находятся диски, вязких гели или масла, которые по мере заполнения полости вязко связывает диски. Для большего зацепления на дисках расположены дополнительные ребра или гребни, которые увеличивают степень зацепления. Таким образом, обеспечивается «вязкое» зацепление между дисками, соответственно, вращательный момент двигателя передается вентилятору радиатора, обеспечивается его охлаждение.

Видео — как работает вискомуфта вентилятора охлаждения:

По мере остывания, гель откачивается из камеры под действием центробежных сил, и вязкое соединение прекращается.

Типовая конструкция вискосуфты, изображенная на рисунке, позволяет легче понять принцип её работы:

1 — пружина;

2 — биметаллическая пластина;

3,4 — впускные каналы B и А;

5 — камера;

6,7 — возвратные каналы;

8 – задняя пружина;

9 – передний резервуар;

10,16 — роторы;

11 — корпус;

12 — вал ротора;

13 — корпус подшипника;

14 — задний резервуар;

15 — задняя пластина;

17 — передняя пластина;

18 — крышка.

В целом конструкция довольно сложная, поэтому стоимость новой вискомуфты высока.

Видео — что внутри вискомуфты вентилятора:

В некоторых случаях при неисправности вязкостной муфты, не позволяющей произвести ее восстановление, при отсутствии аналогов автовладельцы вынуждены переоборудовать автомобиль на систему с электровентилятором.

Основные причины неисправности

Если производить своевременное регламентное обслуживание вискомуфты, ее ресурс составляет не менее 200.000 километров пробега. Учитывая, что большинство автомобилей, на которых установлены такие приводы, имеют солидный пробег, владельцы этих авто сталкивались с проблемами вискомуфт не раз.

К основным причинам неисправности можно отнести:

естественный износ;
изменение параметров биметаллических пластин;
износ подшипника;
биения крыльчатки вентиляторов (частичное разрушение крыльчатки);
вытекание геля, несвоевременная заправка, изменение структуры геля;
механические повреждения.

Также преждевременному отказу от работы может сопутствовать засорение зоны обдува ячеек радиатора, загрязнение конструкции самой муфты.

Признаки неисправности

Главный признак неисправности вискомуфты – перегревание двигателя . Это происходит, в основном, если вытек гель, либо не вовремя срабатывает биметаллическая пластина. В таком случае, вентилятор при повышении температуры двигателя не начинает вращаться либо вращается на малых оборотах, не обеспечивая нормальное охлаждение радиатора.

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

Преимущества и недостатки

Неисправность системы охлаждения является критической неисправностью автомобиля, при которой дальнейшее самостоятельное движение продолжать невозможно. Поэтому основная потребительская характеристика вискомуфты – надежность. С этой позиции, она выше, чем в случае электропривода вентилятора радиатора.

Многим автовладельцам знакома проблема, когда после зимнего сезона приходится ремонтировать электроприводы вентиляторов радиатора, электронную схему управления системой охлаждения двигателя. В системе вязкостной муфты электрики и электроники нет, это большой плюс.

Видео — замена вискомуфты на электровентилятор УАЗ Патриот:

Другим преимуществом вискомуфты является большая мощность, которую она может обеспечить на валу вентилятора. Теоретически эта мощность может быть равна всей мощности на валу двигателя внутреннего сгорания, то есть несколько киловатт. Электродвигатели вентиляторов радиатора легковых автомобилей имеют мощность порядка нескольких десятков Ватт. Поэтому в мощной сельскохозяйственной, строительной, военной технике до сих пор не отказались от применения вискомуфт.

Недостатки вискомуфты:

сложность технического исполнения, трудность ремонта, проще и дешевле заменить её агрегатно (целиком);
имеет большую массу, оказывает механическую нагрузку на вал;
контроль температуры её включения не обладает достаточной точностью;
повышенная шумность на высоких оборотах двигателя;
при проведении регламентных работ необходимо производить заправку (дозаправку) вискомуфты гелем или маслом определенной вязкости, такие технические характеристики в справочниках найти сложно;
дополнительный отбор мощности двигателя.

Эти и другие недостатки практически вытеснили вязкостные муфты из систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей.

Восстановление работоспособности системы охлаждения двигателя

В случае отказа работы вискомуфты в первую очередь следует произвести её дозаправку маслом или гелем. Точных рекомендаций на этот счет нет, обычно приходится экспериментировать.

Можно попробовать найти узких специалистов, но проще и дешевле найти б/у-шную на разборке. Если поиски исправной вискомуфты безрезультатны, можно подумать о замене системы охлаждения на обычную, с электрическим приводом.

Видео — замена вискомуфты на электровентилятор на BMW:

Можно установить электрическую систему охлаждения по упрощенному сценарию. Для этого понадобятся следующие комплектующие:

вентилятор охлаждения с электроприводом, который можно приспособить к вашему радиатору;
комплект проводов сечением не менее 6 кв.мм.;
предохранитель на 40 Ампер;
автомобильное реле на ток не менее 30 Ампер;
термореле, можно жигулевское на температуру срабатывания 87 градусов Цельсия.

Термореле можно установить на радиатор либо на металлическую поверхность возле термостата методом приклеивания. Далее необходимо собрать электрическую схему включения вентилятора аналогичную вазовской. Такая простейшая схема без отказа может прослужить сезонов пять.

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

Видео — замена вискомуфты вентилятора охлаждения на Тойота Марк 2:

Как защитить себя от слепящего солнца и фар за рулем?

В двигателях автомобилей УАЗ устанавливается стандартное водяное охлаждение. Вся конструкция имеет малый и большой контур. Система большого контура состоит из водяной рубашки, радиаторов отопителя и охлаждения, термостата; система малого контура — из всего перечисленного, кроме радиатора охлаждения. Данные контуры разделены термостатом, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости открывающим или перекрывающим радиатор.

Хоть система охлаждения автомобилей УАЗ и считается классической, все же в ней есть и свои особенности. Перед радиатором двигателя УАЗ установлены специальные жалюзи, регулирующие поток воздуха. Возле водителя имеется рычаг, с помощью которого можно управлять жалюзи, изменяя тем самым температуру двигателя.

На автомобили УАЗ устанавливаются следующие приводы вентилятора:

постоянный;
через гидромуфту;
через электромагнитную муфту.

Постоянным приводом двигатели уже не комплектуются, но их можно увидеть на некоторых старых моделях, к примеру, УАЗ-469Б. Постоянный привод к концу 20 века начал заменяться гидромуфтой. Некоторые двигатели оснащены электромагнитной муфтой, но она пока еще не столь популярная. Еще одним решением является использование электрического привода вентилятора, но это уже доработки автомастеров вне производства УАЗ.

Назначение и роль гидромуфты УАЗ

Представляет собой довольно простое, но эффективное решение, дающее возможность упросить механизм привода вентилятора автомобилей УАЗ. Это единый блок компактных размеров, для работы которого не нужно подключение электрического тока или соединения с другими механизмами и деталями двигателя. Получается, что его работа полностью автономная.

Главная и единственная функция гидромуфты автомобиля — это регулировка скорости вращения крыльчатки вентилятора, в зависимости от температуры двигателя. Принцип работы ее очень простой: если температура мотора увеличивается, то крутящий момент на крыльчатку увеличивается для снижения температуры, и наоборот. Еще одной особенностью гидромуфты УАЗ является ее плавная работа. Это означает, что смена режимов происходит бесступенчато.

Гидромуфта наилучшим образом подходит для автомобилей повышенной проходимости, таких как УАЗ. Она имеет много преимуществ: к примеру, автоматическая гидромуфта делает практически не нужными ручные жалюзи, которые описывались выше. А вот автомобили УАЗ с постоянным приводом требуют использование жалюзи в сложных условиях. Кроме того, при езде по воде не нужно отключать вентилятор. Когда автомобиль погружается в воду, то гидромуфта охлаждается и вентилятор выключается по ненадобности. Он перестает работать также в случаях большого сопротивления езды, а в двигателях с прямым или электрическим приводом это может привести к износу ремня. Применение гидромуфты значительно упрощает сам механизм вентилятора, она даже уменьшает потребление топлива и шумность вентилятора, что особенно заметно на холостом ходу.

Обслуживание гидромуфты УАЗ

Никакое особое техническое обслуживание гидромуфте не нужно, в большинстве случаев ее можно без особых проблем эксплуатировать до полной выработки ресурса. Но, чтобы качество работы не страдало, необходимо время от времени проводить чистку ее поверхности, а именно удалять загрязнение и капли масла. Загрязненный механизм будет включаться/выключаться раньше/позже времени, что скажется на температуре двигателя.

Иногда случается, что гидромуфта не работает без видимых на то причин. Чтобы провести ее ремонт, необходимо:

Снять гидромуфту и ее крыльчатку;
После выкручивания шпилек крепления вылить рабочую жидкость;
Промыть внутренний механизм муфты, залив туда бензин;
Вылить бензин и высушить ее;
Залить состав ПМС-10000;
Установить гидромуфту обратно.

Если после данных операций гидромуфта не работает, проще приобрести новую, ведь ее стоимость не такая уже и высокая. Многие владельцы автомобилей УАЗ жалуются на работу гидромуфты. Но зачастую это происходит только по причине ее неправильной эксплуатации и несвоевременной очистки. Некоторые даже меняют ее на электрический привод, что является большой ошибкой. Также, огромное значение имеет фирма-производитель муфты, ведь отечественные и зарубежные образцы отличаются и по сроку работы, и по стоимости.

Функционирование большого количества изделий основывается на применении различных особенностей знакомых веществ. Один из таких примеров – вискомуфта. Эта конструкция предназначается для избирательной передачи, которая зависит от крутящего момента. Работоспособность данных изделий основана на вязкости находящейся в них жидкости.

Принцип работы

Большинство водителей с правилами работы вискомуфты охладительной системы не знакомо. И если с данным узлом возникают проблемы, многие начинают экспериментировать, проводя ремонт, чтобы исправить ситуацию. Но чтобы справиться с задачей, следует изучить принцип работы вискомуфты. И в первую очередь – узнать особенности устройства данного элемента:

Конструктивно устройство выглядит в виде герметично закрытого элемента, где размещены двойным рядом диски, контактирующие с валом. Они перемещаются, имеют выступы и отверстия, промежуток между поверхностями мал:

Внутрикорпусная пустота заполняется вязкой жидкостью, готовящейся на основе силикона. Она имеет свои отличительные особенности:

увеличивает вязкость, от интенсивного перемешивания начинает загустевать;
при нагреве имеет существенный коэффициент расширения.

Во время равномерного движения машины, диски крутятся в одном режиме, жидкость, находящаяся внутри, не размешивается. Как только валы начинают отличаться вращательным режимом, показатель вязкости жидкого вещества растет, она передает крутящий момент:

Если скоростной режим вращения сильно разнится, вязкость увеличивается до такой степени, что муфта останавливается и обретает признаки обычного твердого тела.

Как работает муфта вентилятора

Особенность работы зависит от строения устройства. На основании этого, вентилятор функционирует не всегда, а исходя из показателей температуры охладительной жидкости, что придает всей системе максимальный эффект. Муфта представляет собой овальный неразборный корпус, в котором расположены оба диска, при этом один из них фиксируется на валу вентилятора. Второй закреплен на валу, соединяющимся с приводом. Дисковые круги погружены в вязкообразную жидкость, находящуюся в специальном резервуаре. Внутри муфты имеется биметаллическая пластинка:

В оптимальном температурном показателе диски или немного удалены между собой, либо едва сцепляются, проскальзывая один по отношению ко второму. В данном положении вентиляторное устройство не функционирует. Увеличение температурного режима приводит к ситуации, что пластинка начинает выгибаться, выталкивая из резервуара жидкость. Таким образом, на один из дисков давление начинает повышаться. Он приближается к диску, укрепленному на крыльчатке, начиная его вращать. От температуры зависит, насколько плотно происходит контакт и передача крутящего момента.
Наиболее часто вентилятор с вискомуфтой можно встретить на следующих авто:

внедорожниках;
спорткарах;
кроссоверах;
грузовых машинах.

Вискомуфта полного привода

Данная конструкция с применением вискомуфты основывается на тех особенностях, что включение моста, расположенного сзади, проводится по мере надобности. В привычных условиях такая машина считается переднеприводной, но при проявлении отличий в угловых скоростях вращения колесных дисков, включается вискомуфта, распределяя крутящий момент на оба моста:

Кроме организации работы полноприводной системы, муфта разгружает колеса при вхождении в поворотные участки:

Для этого вискомуфта устанавливается на одном из мостов среди дифференциала и полуоси. На повороте при повышенной скорости коэффициент сцепления внутренних колес ухудшается, появляется пробуксовка. Муфта перераспределяет крутящий момент, создавая безопасность движения на повороте.

Как проверить работоспособность муфты?

В обычном состоянии, при заглушенном двигателе, этого сделать не получится, так как вентиляторная крыльчатка будет проворачиваться с большим трудом. Одним из простых методов является газета, свернутая тугой трубкой.
При холодной муфте запускайте мотор и свернутой газетной трубкой останавливайте вентилятор. От сопротивления лопасти вскоре перестанут вращаться. Прогрев двигатель, повторите попытку. При исправной вискомуфте крыльчатку остановить не получится.

Принцип работы вискомуфты

4.1 - Оценок: 81

Гидравлическая муфта – это закрытое устройство автоматической и полуавтоматической коробки передач. Это устройство применяется для передачи крутящего момента от ведущего вала мотора к АКПП. В нем между ведомым и ведущим валами отсутствует жесткая связь, из-за этого вращение передается от одной оси к другой мягко и равномерно, без толчков и рывков.

История появления гидромуфты

Появление гидромуфты связано с особенностями развития судостроения в конце 19 века. Во время возникновения на кораблях морского флота паровых машин появилась потребность в новом вспомогательном устройстве, которое могло бы мягко передавать от парового двигателя к огромному и тяжеловесному гребному винту, находящемуся в воде. Таким механизмом стала гидравлическая муфта, которую предложил в 1905 году инженер и изобретатель из Германии Герман Феттингер. Спустя некоторое время это устройство начали устанавливать в автобусы, а потом на дизельные локомотивы и автомобили, чтобы обеспечить им более плавное начало движения.

Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта

Гидромуфта вентилятора находится в середине вентилятора. Гидравлическая муфта состоит из 3 основных элементов:

Картер

Ведущее (насосное) колесо

Ведомое (турбинное) колесо

Ведущее и ведомое колесо обладают одинаковой конструкцией и чаще всего схожи по форме. Разрез обоих колес имеет форму полуокружности, составляя в собранном виде круг с маленьким зазором по центру. Внутри желоба колес есть поперечные лопатки: в насосном колесе – направляющие, в турбинном – турбинные. Колеса находятся друг напротив друга с очень маленьким зазором. Внутреннюю полость картера гидравлической муфты наполняет масло.

Гидравлическая муфта является очень простым компонентом гидромеханической трансмиссии. Крутящий момент и на ведущем, и на ведомом валу гидравлической муфты одинаков, а это значит, что гидравлическая муфта не изменяет крутящего момента, передаваемого через нее с вала мотора на коробку передач.

Насаженное на вал мотора аналогично ведущему диску сцепления ведущее колесо крутится внутри герметичного картера гидравлической муфты, тем самым приводя направляющими лопатками в движение масло, заполняющее гидравлическую муфту. Вязкое масло поступает на турбинные лопатки турбинного колеса, передавая им кинетическую энергию ведущего колеса, в итоге турбинное колесо начинает вращаться.

Если обороты мотора увеличиваются, движение масла внутри гидравлической муфты усложняется. Бывает переносное и относительное движение. Переносное движение масла образуется при работе вращающихся лопаток ведущего колеса. А относительное образуется под воздействием центробежных сил – масло движется от центра ведущего колеса к его периферии.

Итак, сумма скорости движения масла, отбрасываемого лопатками ведущего колеса на турбинные лопатки турбинного колеса, равна векторной сумме скоростей этих двух движений. На деле это значит, что когда частота вращения насосного колеса увеличивается, то увеличиваются две составляющие суммарной скорости движения масла, но увеличивающаяся скорость относительного движения уменьшает коэффициент полезного действия гидравлической муфты, так как доля кинетической энергии лопаток ведущего колеса тратится на центробежное передвижение масла.

Какими достоинствами и недостатками можно охарактеризовать гидравлическую муфту

В настоящее время гидравлические муфты устанавливают на машины с поуавтоматическими коробками передач (например: грузовые машины, автобусы, реже на легковые). Основным плюсом гидравлической муфты считается возможность плавной перемены крутящего момента, переходящего на трансмиссию от мотора. Еще важной положительной стороной гидравлической муфты считается ограничение наибольшего передаваемого крутящего момента.

Другими словами, это устройство никогда не сможет передать очень большое вращение, которое может повредить трансмиссию. Оно предохраняет от перегрузки приводной двигатель (в особенности в момент запуска). Также плюсом является простота конструкции гидравлической муфты.

Самым существенным минусом гидравлической муфты является невысокий КПД по сравнению с механической муфтой, обладающей жесткой связью ведущего и ведомого вала. Именно из-за этого на современные автомобили их практически не устанавливают. Крутящий момент, а точнее, некоторая его часть, просто-напросто используется ею для перемешивания масла. Взамен того, чтобы преобразоваться в полезный крутящий момент на выходном валу, энергия верчения превращается в тепло, это вызывает нагрев корпуса муфты. Естественно, это влечет за собой увеличение расхода горючего.

Подписывайтесь на наши ленты в

Возможно, будет полезно почитать: