Что такое вискомуфта

Принцип работы вискомуфты

Дата публикации: 24 января 2019 .
Категория: Автотехника.

Многие владельцы транспортных средств, которые оборудованы «неполным» приводом (который в какой-то момент становится полным) слышали о вискомуфте (то есть, вязкостной муфте), но имеют весьма смутное представление о принципе работы подобного узла. В нашей статье мы попробуем кратко и доходчиво рассказать об устройстве этой составной части трансмиссии и алгоритме ее функционирования.

Внутреннее устройство вискомуфты

Конструктивно вязкостная муфта (ВМ) представляет собой герметичный корпус, как правило, цилиндрической формы. Внутри него установлены круглые перфорированные стальные диски (с небольшим зазором между ними). Половина этих пластин соединена с ведущим (входным) валом, остальные – с ведомым (выходным). Причем диски имеют различную геометрию отверстий. На входном валу установлены пластины с прорезями, на выходном – с «дырками». Диски внутри корпуса установлены так, что они чередуются: сначала один «ведущий», затем один «ведомый» и так далее. Механически оба вала не связаны между собой.

Весь внутренний объем (и промежутки между дисками) заполнен специальной жидкостью (так называемым силиконовым маслом) на основе полидиметилсилоксана.

Для чего она применяется

В современных автомобилях вязкостные муфты применяют для:

• временного перевода в полноприводный режим работы (AWD);
• блокировки межосевого дифференциала.

Остановимся на этих моментах поподробнее.

Перевод транспортного средства в AWD-режим

Многие современные кроссоверы или «паркетники», а также некоторые минивэны, седаны или хетчбэки, оборудованы так называемым временно подключаемым полным приводом колес. Ось дифференциала ведущего (как правило, переднего) моста соединена через вискомуфту с аналогичным узлом задних колес. В нормальных условиях оба вала вращаются с одинаковой скоростью. Вязкость силиконовой жидкости не меняется, а, следовательно, и передачи крутящего момента на задний мост не происходит. Как только передние колеса начинают пробуксовывать, в работу «включается» вискомуфта. Затем автомобиль снова переходит в стандартный переднеприводный режим работы.

На заметку! У автомобилей, оборудованных временно подключаемым полным приводом посредством вискомуфты диаметр передних и задних колес обязательно должен быть одинаковым. Это позволит избежать ложных срабатываний ВМ (например, при езде по трассе). Если же установить ведущие передние колеса меньшего диаметра (в этом случае они будут делать больше оборотов в минуту, чем задние), то при определенных скоростях движения вискомуфта может «подумать», что они пробуксовывают и подключит полный привод в самый неподходящий момент.

Внутри вискомуфты находится дилатантная жидкость (ДЖ), вязкость которой увеличивается в разы по мере ускорения интенсивности ее перемешивания. Если скорость транспортного средства стабильна (когда машина не буксует), то ДЖ имеет жидкую консистенцию и пластины вращаются одинаково (параллельно друг другу). Наблюдается лишь минимальное смешивание жидкости. В результате пробуксовки ведущий вал начинает очень быстро вращаться (следовательно, и пластины, находящиеся на нем), а ведомый, практически, находится без какого-либо движения. Далее происходит очень интенсивное перемешивание ДЖ, резкое увеличение ее вязкости. Также наблюдается нагрев жидкости и ее расширение, в результате чего пластины начинают довольно сильно прижиматься друг к другу (они, практически, «склеиваются» вместе). Происходит передача части вращательного момента от ведущего вала на ведомый, машина перестает буксовать, скорость вращения обоих валов стабилизируется, вязкость жидкости существенно снижается, ее перемешивание прекращается и задняя ось отключается. То есть, «все возвращается на круги свои».

Блокировка межосевого дифференциала

Одним из неотъемлемых узлов трансмиссии является дифференциал. Он предназначен для того, чтобы при повороте колеса могли вращаться с разными угловыми скоростями, так как они (правое и левое) при осуществлении такого маневра проходят разные по длине пути. На некоторых автомобилях предусмотрена блокировка дифференциала с помощью интегрированной в него вискомуфты. Такая функция весьма полезна, если одно из ведущих колес (например, попав на мокрый или скользкий участок дорожного полотна) начинает пробуксовывать. В этом случае ВМ блокирует дифференциал. На оба колеса передается одинаковый крутящий момент. После того, как «проблемный» участок дороги преодолен, диски вискомуфты «разъединяются» и дифференциал переходит в нормальный режим работы.

На заметку! На внедорожниках (например, Subaru Forester или BMW 325ix E30), оснащенных системой постоянного полного привода, ВМ «работает» при пробуксовке одного из ведущих мостов. Технологически она интегрирована в центральный дифференциал и блокирует его для выравнивания скорости вращения переднего и заднего валов.

Основные неисправности Вискомуфт

Сразу же стоит отметить, что производители автомобилей, оборудованных вискомуфтами, указывают в технической документации, что этот узел не подлежит ремонту, и в случае перебоев в его работе он подлежит замене на новый.

Две основные неисправности, которые могут возникнуть при эксплуатации ВМ:

• Нарушение герметичности корпуса изделия, вследствие чего из него вытекает силиконовое масло. В этом случае вискомуфта просто перестает работать, и не «включает» режим временного полного привода или не блокирует дифференциал.
• Затвердение силиконовой жидкости и, как следствие, утрата своих «уникальных» свойств (это может произойти из-за частых перегревов агрегата, например, при постоянной езде по бездорожью). Приводит подобная неисправность к тому, что оба вала находятся в постоянном зацеплении. Но, элементы трансмиссии (редуктор ведущего моста, КПП и так далее) автомобилей с временно подключаемым полным приводом изначально не рассчитаны на такие постоянные повышенные нагрузки и могут быстро выйти из строя. Поэтому при первых признаках того, что жидкость «перешла» в твердое состояние, вискомуфту необходимо срочно заменить. Бездействие может привести к весьма дорогостоящему ремонту.

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.

Принцип работы вискомуфты вентилятора радиатора и полного привода

Автоматическое включение полного привода кроссовера обеспечивает вискомуфта —востребованный сегодня агрегат. Изобрели его в начале 20 века в Америке, но впервые применили только в 1964 году. Сейчас едва ли не каждый второй автолюбитель пользуется вязкостной муфтой.

Где стоит вискомуфта и за что отвечает?

Деталь является частью трансмиссии. Предназначение — передача и стабилизация крутящего момента. Выполнение этих функций происходит за счет вязкой жидкости. Она размещена в разрезе вала привода. В трансмиссиях одна ось связана с мотором, вторая с межколесным дифференциалом — она-то и проходит через вискомуфту. На нее приходится до 10% силы тяги. Устройство заключено в металлический корпус, в котором множество дисков с перфорацией. Они составлены так, что перемещение ведущих и ведомых дисков происходит на небольшом расстоянии друг от друга. Закрытый корпус заполнен силиконовой жидкостью. Она имеет вязкую структуру, но способна разжижаться при интенсивном перемешивании.

Безупречность системы можно поставить под сомнение, так как никакого регулирования смыкания дисков не происходит. Процесс пущен на самотек и находится в зависимости от степени загустения жидкости.

У системы есть и другие минусы:

• массивность конструкции;
• невозможность принудительной активации;
• небольшая устойчивость к перегреванию.

Еще один минус – муфта срабатывает не сразу, а через некоторое время. Это не имеет особого значения, если устройство применяется для активации привода радиаторного вентилятора – но когда много времени тратится на активацию полного привода, это уже нехорошо.

Как работает вискомуфта?

Принцип работы вискомуфты основан на смене степени густоты жидкости, которой заполнен корпус. Чем интенсивнее она перемешивается, тем гуще становится. Когда машина идёт равномерно, основные и ведомые диски движутся с одинаковой скоростью, перемешивания жидкости между ними не происходит. Когда валы (основной и ведомый) начинают вращаться с различной скоростью, диски также вращаются неравномерно. Вращение ведущих дисков в этом случае идентично вращению основного вала. Вязкость наполнителя повышается, что способствует передаче вращающего момента от одного вала к другому.

Если разница в оборотах дисков будет повышаться, увеличится и вязкость наполнителя. Это приведет к блокировке вязкостной муфты. Если деталь стоит в полном приводе, ее наличие способствует подключению заднего моста, когда в этом есть необходимость. При несоответствии угловой скорости оборотов колес на разных мостах механизм срабатывает и начинается распределение момента между мостами. Так и происходит автоматическая блокировка межосевого дифференциала.

Полный привод нужен для езды по некачественному дорожному покрытию, во время гололеда или в городе, но для полного бездорожья он не подходит. Это связано с запаздыванием начала работы механизма при смене сцепления шин с дорогой, что в конечном итоге может привести к выходу из строя механизма. Муфта может быть очень полезна для разгрузки колес при поворотах.

Вязкостная муфта также применяется и в вентиляторе радиатора. Она запускает вентилятор, когда ОЖ поступает в радиатор под давлением, обеспечиваемым термостатом. Конструкция такой муфты дополнена емкостью для рабочей жидкости и клапаном.

Типичные неисправности вискомуфты

Механизм может прослужить долго — до 500 000 км пробега. По истечении этого срока его приходится менять из-за износа. Выполненные из биметалла пластины могут разрушиться.

Распространенная неисправность – утечка жидкости из корпуса. Механизм придется демонтировать и разбирать, чтобы осуществить долив. Так как жидкость отличается высокой степенью вязкости, для полного заполнения плоскости потребуется некоторое время. Долив следует осуществлять без спешки.

Подшипники тоже часто выходят из строя. Когда это происходит, в области механизма слышится характерный шум. Для снятия подшипника используют специальный съемник. Съёмники бывают универсальными и “заточенными” под определенный автомобиль. После смены подшипника стоит сменить силиконовую жидкость.

Среди типичных неисправностей – “биение” лопастей вентилятора и их разрушение.

Как проверить вискомуфту?

Чтобы выполнить проверку устройства, установите автомобиль на ровную площадку. Двигатель предварительно прогрейте. Руль поверните до упора в любую из сторон, тормоз отпустите.

Вискомуфта исправна, если автомобиль медленно движется без нажатия на педаль газа.

Неисправна, если машина не трогается с места без нажатия на педаль газа.

Есть радикальный способ проверки. Узел придется снять. Его кладут в емкость с кипятком. Затем нужно пробовать его крутить. Свободного вращения происходить не должно — оно будет свидетельствовать о поломке.

Проверку по косвенным признакам производят так:

1. Попытайтесь прокрутить рукой холодный мотор. Лопасти должны вращаться с усилием, инерционного хода быть не должно.
2. Во время запуска мотора движение его лопастей является синхронным с оборотами мотора. При этом слышится сильный шум, который полностью пропадает примерно через минуту.
3. Прогрейте мотор. Возьмите газету и сверните ее в трубочку. Попытайтесь газетой остановить лопасти работающего мотора. Лопасти должны останавливаться с усилием.

Эти признаки свидетельствуют об исправности вязкостной муфты.

Как отремонтировать вискомуфту

При утечке жидкости вследствие разгерметизации корпуса муфту вентилятора можно попробовать отремонтировать.

Прежде всего снимите узел. Под пружинной пластинкой устройства есть отверстие для залива жидкости. Вытащите штифт и при помощи шприца долейте жидкость. В момент залива узел расположите горизонтально. Отверстие для залива должно быть сверху. Шприц вставляем в отверстие без иглы. Выдавливаем жидкость постепенно. Для заполнения всего пространства корпуса нужно подождать. Во время ожидания шприц вынимать из отверстия не следует. После процедуры штифт ставим на свое место, излишки рабочей жидкости удаляем.

Если из отсека с вентилятором слышен шум, стоит заменить подшипники. Для этого узел демонтируют, разбирают, сливают всю жидкость.

Лучше поменять?

Устройство вискомуфты полного привода делает ее ремонт невозможным — можно только заменить. Сделать это просто. Придется открутить всего несколько болтов крепления. Вместе с муфтой рекомендуется поменять и приводной ремень вентилятора охлаждения.

Если вы не уверены, что обладаете достаточными навыками для самостоятельного ремонта, обратитесь за помощью в автосервис. Мастера поменяют вязкостную муфту в соответствии с рекомендациями производителя.

Для чего нужна обгонная муфта генератора и как она работает?

Кажется, будто обгонная муфта генератора – незначительная деталь, следить за состоянием которой отнюдь не обязательно. Однако именно от её исправности зависит корректная работа ремня ГРМ.

Как проверить и заменить обгонную муфту генератора при неисправности

Обгонная муфта снижает износ ремня генератора. Если небольшой компонент неисправен, это может привести к поломкам более дорогих и важных узлов.

Как определить неисправности термостата Лада Самара 2113 и заменить его самостоятельно

Многие, кто проводит большую часть времени в дороге, могли наблюдать стоящий на обочине автомобиль с вырывающимися из под капота клубами пара. При этом даже далекие от устройства двигателей обыватели понимают, что это указывает на проблемы в системе охлаждения, а более «продвинутые» укажут еще и на

Техническое обслуживание Mersedes: двигатель и АКПП

Техническое обслуживание Мерседеса включает в себя множество различных действий. Это могут быть диагностические, профилактические работы, замена фильтров, запасных частей, рабочих материалов и жидкостей. ТО необходимо проходить регулярно. Это позволит избежать поломки деталей автомобиля и повысит

Перегревается двигатель на Пассате: что делать?

Система охлаждения автомобиля предназначена для поддержания рабочей температуры двигателя. Для этого в нее включены несколько важных устройств, о которых и пойдет речь. При отказе одной из составляющих, возможен перегрев двигателя, что приведет к выходу его из строя. На автомобиле Фольксваген

Когда приходится менять сцепление. Что говорят автолюбители о комплекте Kraft

Сразу и не скажешь, когда же появилась фрикционная муфта в том виде, в котором мы ее знаем. Но точно можно заявить, что это наиболее консервативный узел автомобиля, даже после многочисленных экспериментов, его конструкция мало чем изменилась со времен Карла Бенца.

Устройство и принцип работы вискомуфты

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 блокировку дифференциала, 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.