Принцип работы вискомуфты вентилятора
Вязкостная муфта в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется в качестве альтернативы электрическому вентилятору. Рассмотрим, как работает вискомуфта вентилятора, ее устройство, возможные неисправности, преимущества и недостатки.
Роль в системе охлаждения ДВС
Вентилятор с вискомуфтой устанавливается на автомобили с продольным расположением двигателя (обычно это полноприводные и заднеприводные модели). При такой компоновке шкив вентилятора радиатора целесообразней всего соединить со шкивом водяной помпы. Как известно, вращение водяной помпе передается сервисным ремнем от шкива коленчатого вала.
Недостаток такой конструкции в том, что скорость вращения крыльчатки вентилятора всегда будет пропорциональна оборотам коленчатого вала. Подобное устройство приведет к тому, что на высоких оборотах в условиях холодного воздуха двигатель будет чрезмерно охлаждаться, что снизит его КПД. К тому же постоянное соединение крыльчатки и шкива коленчатого вала увеличит механические потери на трение, что будет отнимать мощность и повышать расход топлива.
Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.
Устройство
Разница в конструкции вискомуфт вентилятора Toyota, BMW, Mercedes, Audi. минимальна, так как все они устроены и работают по единому принципу.
Вал с соединительным фланцем крепится к приводу помпы охлаждения, поэтому его скорость вращения всегда пропорциональна оборотам коленчатого вала. К валу, в свою очередь, крепится приводной шкив, который вращается в рабочей камере. Рабочая и резервная камеры разделены пластинами. Переход между камерами возможен только через впускные клапаны и возвратные каналы. Изначально резервная камера заполнена специальным силиконовым маслом. Приводной шкив, или диск, как его еще называют, имеет по окружности косые зубья, которые при вращении позволяют выгонять масло обратно в резервную камеру. Поверхность приводных дисков, как и делительных пластин, имеет специальные ребра, которые превращают рабочую камеру в своеобразную сеть лабиринтов, по которым циркулирует силиконовое масло.
Корпус муфты, к которому и крепится крыльчатка вентилятора, соединяется с валом (ротором вискомуфты) посредством обычного шарикового подшипника. Впускные клапаны соединены с биметаллической пластиной, которая располагается в передней части корпуса вискомуфты. При нагреве пластина расширяется, что приводит к увеличению пропускного сечения клапанов.
Свойства силиконового масла
Основная особенность силиконовой жидкости, использующейся в вискомуфтах вентиляторов, – термостойкость и вязкостная стабильность. С изменением температуры масло лишь незначительно изменяет свою вязкость.
В работе вискомуфты силиконовое масло исполняет роль связывающего вещества, позволяющего создать между приводным диском и разделительными пластинами, соединенными с корпусом, трение. Несмотря на то что между корпусом и приводным шкивом всегда будет некоторая степень проскальзывания, созданного коэффициента сцепления достаточно для зацепления корпуса муфты с приводным валом.
В некоторых источниках указывается, что с повышением температуры масло расширяется, что и провоцирует вязкостное зацепление приводного диска с корпусом вискомуфты. Подобное понимание принципа работы вискомуфты вентилятора охлаждения является ложным и возникло, скорее всего, из-за сравнения вискомуфты вентилятора с вязкостными муфтами раздаточных коробок полноприводных автомобилей. В вискомуфтах дифференциалов используется дилатантная жидкость, вязкость которой сильно зависит от скорости деформации сдвига.
Принцип работы
Когда рабочая камера не заполнена маслом, приводной диск свободно вращается в рабочей камере. Небольшое количество масла все же присутствует, но коэффициент сцепления приводного шкива с корпусом вискомуфты минимален, поэтому с повышением оборотов двигателя скорость вращения крыльчатки не увеличивается.
Процесс прогрева двигателя и увеличения температуры тосола в радиаторе сопровождается нагревом биметаллической пластины. Нагреваясь, пластина расширяется, что приводит к открытию впускного клапана и увеличению количества рабочей жидкости, проникающей из резервной в рабочую камеру. Возникающее между приводным диском и разделительными пластинами трение приводит к увеличению скорости вращения корпуса и крыльчатки вентилятора.
Когда двигатель нуждается в максимальном охлаждении, биметаллическая пластина изогнута настолько, чтобы обеспечить максимальное проходное сечение впускных клапанов. В таком случае разница частоты вращения вала и корпуса вискомуфты минимальна, поэтому повышение оборотов коленчатого вала приводит к практически равнозначному увеличению скорости вращения крыльчатки вентилятора.
Снижение температуры набегающего воздуха приводит к постепенному возврату биметаллической пластины в исходное положение. Соответственно, уменьшается проходное сечение впускных клапанов, жидкость перегоняется в резервную полость. Уменьшение коэффициента сцепления приводит к увеличению разницы частоты вращения приводного вала вискомуфты и корпуса – крыльчатка вентилятора замедляется.
Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов
Устройство вискомуфт вентиляторов Toyota предполагает наличие двух рабочих камер (в первых вариантах конструкции была только одна камера).
Почему вискомуфта вращается на холодную
Многие владельцы автомобилей с механическим приводом вентилятора системы охлаждения, скорее всего, замечали, что после запуска холодного двигателя вентилятор крутится с большой скоростью. Спустя некоторое время после прогрева двигателя, количество оборотов крыльчатки уменьшается, поэтому может показаться, что подобное явление идет в разрез с описанным выше принципом работы вискомуфты вентилятора. Такой эффект возникает из-за того, что во время простоя масло самотеком стекает в нижнюю рабочую камеру, поэтому сразу после запуска крыльчатка и корпус вискомуфты будут вращаться до того времени, пока масло перекачается обратно в резервную секцию.
Преимущества
Обороты крыльчатки подстраиваются под фактический температурный режим двигателя, что позволяет:
Установка вискомуфты в системе охлаждения позволяет уменьшить нагрузку на генератор и снизить себестоимость авто, исключив затраты на электропривод крыльчатки, проводку.
Недостатки
Многие сетуют на ненадежность вискомуфты, забывая, что система с электровентилятором также периодически нуждается в ремонте. Наиболее распространенная поломка – утечка рабочей жидкости. Несмотря на то что большинство муфт вязкостного типа неразборные, существуют проверенные технологии восстановления работоспособности системы. В случае износа поддается восстановлению и подшипник. Именно поэтому важно знать способы проверки и ремонта вискумуфты вентилятора радиатора.
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:
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.
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.
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:
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.
Что такое вискомуфта вентилятора: как работает, неисправности и ремонт
Вязкостная муфта вентилятора охлаждения (вискомуфта вентилятора) – устройство для передачи крутящего момента, при этом жесткой связи между ведущими и ведомыми элементами нет. Благодаря такой особенности:
В целом, муфта вязкостная (муфта вентилятора) представляет собой достаточно надежный элемент с большим сроком службы. Однако в ряде случаев необходима проверка эффективности работы, а также замена или ремонт муфты. Подробнее читайте в нашей статье.
Вязкостная муфта: устройство и принцип работы
Вискомуфта вентилятора (гидромуфта) является достаточно простым устройством и включает в себя следующие основные элементы:
Где используются вискомуфты в автомобиле
Как правило, вязкостные муфты в авто используются только в двух случаях:
Первый вариант отличается простым устройством. На штоке закрепляется муфта с вентилятором, который приводится через ремень от двигателя. При этом вискомуфты в этом случае более надежны, чем электрические вентиляторы, однако менее эффективны в плане производительности.
Что касается подключения полного привода, подавляющее большинство кроссоверов имеют вязкостные муфты для автоматического подключения полного привода. При этом такие муфты сегодня постепенно вытесняются другим типом в виде электронных исполнительных устройств.
Так или иначе, даже с учетом недостатков, вискомуфты простые в плане конструкции, дешевые в производстве, прочные и надежные. Средний срок службы составляет не менее 5 лет, при этом на практике встречаются 10-15 летние авто с пробегами по 200-300 тыс. км, на которых вязкостные муфты находятся в исправном рабочем состоянии. Например, система охлаждения на старых моделях BMW, где вентилятор охлаждения имеет подобное устройство.
Как проверить вискомуфту
Проверка вискомуфты радиатора охлаждения не является сложной процедурой. Для быстрой диагностики, вращение вентилятора нужно проверить на холодном, а также на горячем двигателе.
Если выполнить перегазовку, на горячую вентилятор вращается намного быстрее. При этом на холодном двигателе частота вращения не увеличивается.
Более тщательная проверка выполняется следующим образом:
Ремонт вискомуфты
В том случае, если двигатель начал перегреваться, при этом проблема связана с вязкостной муфтой, можно попробовать ее отремонтировать. То же самое касается и муфты подключения привода. Официально муфта не ремонтируется, замена силиконовой жидкости не производится, подшипник не меняется и т.д.
Однако на практике вполне возможно осуществить долив такой жидкости или заменить подшипник, что нередко позволяет вернуть работоспособность устройству. Сначала нужно купить подходящее масло для вискомуфты (можно оригинал или аналог) или жидкость для ремонта вискомуфт универсального типа.
При этом важно понимать, что во время выполнения различных операций необходимо быть предельно аккуратным. Например, даже незначительная деформация диска муфты приведет к полному выходу устройства из строя. Также нельзя допускать попадания пыли или грязи внутрь устройства, запрещается удалять специальную смазку и т.д.
Подбор и замена муфты
Что касается замены, необходимо снять старое устройство и поставить новое на его место, после чего проверить работоспособность. На практике, больше сложностей возникает не с самой заменой, а с подбором запчасти.
Разобравшись с тем, какая деталь нужна, также следует обращать внимание на производителя. С учетом того, что вискомуфты выпускают всего несколько компаний, оптимально выбирать из ведущих производителей: Hella, Mobis, Beru, Meyle, Febi. Как правило, эти же производители выпускают и другие детали (радиаторы охлаждения, термостаты, узлы подвески и т.д.).
Вискомуфта вентилятора: устройство, неисправности и ремонт
Вязкостная муфта вентилятора авто – как раз та деталь, о которой многие автолюбители знают не понаслышке, но об особенностях устройства которой не знают практически ничего. А ведь это весьма интересное в своей простоте устройство, которое ломается не так уж и часто – настолько оно надежно. Впрочем, грамотный автолюбитель должен знать об особенностях устройства и работы как крупных, так и мелких узлов авто чтобы в случае их поломки он мог быстро прикинуть, обязательна ли поездка на СТО буквально в тот же день, или с ремонтом можно повременить. Сейчас мы попробуем разобраться, как же устроена вискомуфта вентилятора охлаждения, каков принцип ее работы и даже как производить ее ремонт.
Подробно о принципе работы
Здесь стоит рассказать подробнее о т.н. дилатантной жидкости на силиконовой основе, которой заполнен герметичный корпус вискомуфты. Эта жидкость в обычных условиях действительно вязкая, но она сохраняет текучесть. А вот стоит начать ее перемешивать или нагревать, как она сгустится и начнет занимать несколько больший объем. Плотность при этом тоже изменится – дилатантная жидкость станет похожей на заставший клей. При отсутствии термических или механических воздействий она снова вернется в свое обычное жидкое состояние. Здесь нельзя не рассказать и об еще одном интересном момента: когда жидкость сильно перемешивается, она становится настолько вязкой, что вискомуфта блокируется.
Немного о применении вискомуфт
На сегодняшний день вязкостные муфты в автомобильной индустрии применяются всего в двух случаях, причем первый еще остается актуальным, но и от него постепенно отказываются. Итак:
Запчасти на Hafei princip
Запчасти на Audi 80
Почему же вискомуфты в целом остаются актуальными? Причин несколько:
Проверка работоспособности
Вискомуфты радиаторов проверить не так уж и сложно. В эксплуатационных пособиях указано, что вращение вентилятора положено проверять сначала на холодном, а затем на горячем моторе. При этом на горячем моторе при перегазовке частота вращений серьезно возрастает, тем временем как на холодном – нет. «Народный» способ проверки очень хорош, так как он предусматривает еще и уход за системой охлаждения двигателя. Вот что надо сделать:
Как производится ремонт
Первое, на что стоит обратить внимание автолюбителю, так это на перегрев двигателя. Возможно, с ним связана именно вискомуфта, хотя стоит проверить и, к примеру, термостат. Если проблема кроется именно в вязкостной муфте, стоит попробовать ее отремонтировать. Хоть во многих описаниях и написано, что замена силиконовой жидкость невозможна и оная заливается в корпус единожды вплоть до утилизации всего устройства, на практике долив свежей жидкости осуществить очень просто. Проблема лишь в том, чтобы найти ее. В как в офлайн, так и онлайн-магазинах она может быть найдена под именами «жидкость для ремонта вискомуфты», «масло для вискомуфт» или просто «силиконовая жидкость». Если речь идет о ремонте вискомуфты в системе подключаемого полного привода, то покупать стоит именно оригинальную – недорогие аналоги недостаточно вязкие. А если вы ремонтируете вискомуфту вентилятора, то купить можно универсальную жидкость.
Итак, для ремонта сломавшейся детали стоит начать с проверки уровня силиконовой жидкости. Очень часто наблюдается ее утечка. Необходимо залить новую жидкость, для чего делается следующее:
Шум при работе вискомуфты свидетельствует о выходе из строя подшипника, которым она оборудована. Для замены подшипника нужно фактически проделать то же, что описывалось выше, а также произвести еще несколько операций. По этой причине мы сразу отметим, что при замене подшипника вискомуфты старую силиконовую жидкость нужно обязательно слить, а сразу после замены детали необходимо залить новую порцию силикона. И вот как быть со сломанным подшипником:
Здесь важно учитывать, что вискомуфта не терпит силовых воздействий – даже слегка деформировав диск, вы сделаете невозможным дальнейший ремонт. Само устройство покрыто тонким слоем специальной смазки, которую лучше не снимать в ходе ремонта. Во всем остальном, процедуру нельзя назвать очень сложной. Практика показывает, что у многих автолюбителей, занявшихся самостоятельным ремонтом вискомуфты вентилятора, возникают некоторые трудности с обратной сборкой устройства. Советуем или найти видеоруководства, или фиксировать каждый этап работ на камеру смартфона.
Выбор нового устройства
Теперь давайте ответим на вопрос о том, как выбрать вискомуфту вентилятора охлаждения. Вести поиски проще всего в интернет-магазинах, поскольку здесь вы сможете если и не купить новое устройство, то хотя бы узнать код оригинала и коды всевозможных аналогов. О последних мы вскоре поговорим. Искать можно по:
Конечно, важным параметром поисков является производитель конечного продукта. Многие автолюбители вполне оправданно не доверяют продукции фирм-упаковщиков. В случае вязкостных муфт брать можно продукцию даже таких фирм, так как, по сути, выпускают ее ограниченное число компаний, которые одновременно являются поставщиками на конвейеры крупных автомобильных концернов и чью продукцию реализуют даже упаковщики. Стоит обратить внимание на продукцию вот этих компаний:
Весьма неплохие решения можно найти в каталогах фирм Meyle и Febi (Германия). Появившиеся относительно недавно польские и турецкие аналоги показали себя не так хорошо. Как правило, достойные производители вязкостных муфт одновременно выпускают и радиаторы, крепежные элементы и некоторые элементы трубопровода. Если вы уверены в каком-то производителе радиаторов, стоит поискать в его каталогах и нужную вам вязкостную муфту.
Вывод
Вязкостная муфта вентилятора охлаждения двигателя – простое и весьма надежное устройство, которое выходит из строя крайне редко. Диагностировать его поломку можно и не обращаясь к специалистам на СТО. Стоит лишь проследить за температурой двигателя и проверить работу вентилятора, как все станет ясно. Хоть ремонт вискомуфты не рекомендован многими экспертами, с ним справится даже новичок. Выбор новых устройств достаточно велик: есть продукция фирм-производителей из стран Европы, Америки и отдельных стран Азии (лучшие варианты), а есть автозапчасти от фирм-упаковщиков, лучшими из которых являются немецкие, американские и французские.
