Как работает вискомуфта полного привода

Описываемый ниже тип включения полного привода настолько распространён, что перечень всех автомобилей, где он устанавливается будет достаточно обширным.Renault Duster, Nissan Qashqai, Mitsubishi Outlander, Hyundai Tucson, Hyundai Creta (upd.

в х поправили, что на Creta стоит муфта другого типа), Ford Escape, Mazda CX-5 — это лишь некоторые из тех, что на слуху. В основном, конечно же, это так называемые «паркетники», где установка полноценных раздаточных коробок невозможна из-за плотной компоновки.

Так же малые габариты и простота управления позволяют устанавливать муфты этого типа и на совсем маленькие автомобили типа Mini Cooper. Однако и это далеко не вся область применения.

Точно такие же муфты (правда, открытого типа и покрупневшие в размерах) можно обнаружить и в составе «взрослых» раздаточных коробок (например Borg Warner 4405 для Ford Explorer или Borg Warner 4406 для Ford Expedition/Lincoln Navigator).Устройство муфты.

Как работает вискомуфта полного привода

Полный размер

Устройство муфты. Изображение специально упрощено. Катушка выключена. Фрикционная муфта распущена.

  • Конструктивно муфту можно разделить на три части:— электромагнитная муфта для активации функции полного привода управляемая внешним электронным блоком;— кулачковая муфта, предназначение которой — преобразование разницы крутящих моментов на входном и выходном валу в усилие сжатия фрикционного пакета;
  • — фрикционная муфта посредством которой и передаётся основной крутящий момент от входного вала к выходному.

Как работает вискомуфта полного привода

Один из вариантов муфты. Здесь: 7А и 7Б — кулачковая муфта с шариками (почему-то от другого типа, нежели тот, который разрезан :D, на разрезе это деталь 9).

Как работает вискомуфта полного привода

Полный размер

А это уже Hyundai. Принцип тот же. Слева — обойма кулачковой муфты с шариками (она же нажимной диск фрикционной муфты, она же ведомый диск).

На большинстве автомобилей все эти муфты (за исключением неподвижной катушки) заключены в герметичный корпус в который залита специальная трансмиссионная жидкость.

Сделано это из-за слишком разных требований к маслам используемых в гипоидных зубчатых передачах (главная пара) и в передачах с использованием фрикционных материалов.

Для простоты представления процессов рассмотрим работу муфты на примере работы в режиме принудительного полного привода. В этом случае алгоритмы работы электроники управляющей включением электромагнитной муфты можно опустить.

Как работает вискомуфта полного привода

Полный размер

Катушка включена. Скорость вращения входного и выходного валов одинакова.

При включении принудительного полного привода происходит подача напряжения на катушку электромагнитной муфты (6).

Якорь (3) электромагнитной муфты притягивается к катушке и смещаясь по шлицам обоймы кулачковой муфты (2) входит в зацепление с корпусом муфты образуя жёсткую кинематическую связь обоймы (2) с входным валом.

Вторая обойма (1) кулачковой муфты постоянно зацеплена с выходным валом посредством шлицов.

Как работает вискомуфта полного привода

Полный размер

Теперь буксуем! На оси показан касательный разрез кулачковой муфты по канавке.

Пока вращение входного и выходного валов синхронно (езда по твёрдому покрытию с хорошим сцеплением) ничего не происходит. Но как только возникает пробуксовка передней оси, входной вал смещается вперёд относительно выходного. Это приводит к смещению шарика (5) кулачковой муфты в бороздках.

А так как бороздки имеют переменную глубину (скосы) шарик начинает давить на обоймы обгонной муфты. Обойма (2) упирается в корпус. Обойма (1) имеющая нажимной диск начинает сжимать фрикционную муфту. Сила сжатия будет расти до того момента пока угловые скорости входного и выходного валов не выравняются.

То есть конструкция муфты такова, что при её срабатывании никакой пробуксовки (больше чем это достаточно для срабатывания кулачковой муфты, т.е. считанные градусы) в муфте нет. Как только начинается пробуксовка, обоймы кулачковой муфты смещаются ещё больше и фрикционный пакет сжимается с бОльшей силой пока пробуксовка муфты не будет устранена.Правда тут есть нюанс.

На дорогих спортивных авто в конструкцию муфты вносят дополнительное усовершенствование. Между якорем (3) и корпусом муфты устанавливается ещё один «первичный» (primary) пакет фрикционов. Тогда за счёт модуляции сигнала на катушке (6) появляется возможность контролировать блокировку обоймы муфты (2) допуская её некоторое проскальзывание.

Тем самым появляется возможность гибко перераспределять крутящий момент между передней и задней осью. Необходимо это для изменения поведения в повороте (баланс между избыточной и недостаточной поворачиваемостью) у машин претендующих на гордое звание раллийных или спорт-каров. К недорогим паркетникам это никоим образом не относится.

Там муфта работает просто по принципу вкл/выкл. Однако, «дорогие технологии» постепенно становятся более доступными и есть основания надеяться, что вскоре можно будет заняться подобной тонкой настройкой и бюджетных авто.

Как работает вискомуфта полного привода

Полный размер

В сети фигурирует это фото как фото заднего моста от Duster-а поздней конструкции. Хорошо виден дополнительный пакет фрикционов в электромагнитной муфте. Увы, потенциал конструкции по изменению крутящего момента на задней оси не используется. Возможно на Duster II поставят более продвинутую электронику.

Но тогда возникает закономерный вопрос: как же тогда возникает перегрев муфты? А возникает он по совокупности факторов.1. Трение во фрикционном пакете при включении муфты хоть и минимально по времени, но всё есть.

Учитывая передаваемый момент и цикличность включений-выключений муфты (на некоторых режимах езды и неправильной буксовки, о чём ниже) выделение тепла может достигать значительных величин.2. Нагрев электромагнитной катушки. Он достаточно мал, чтобы вызвать перегрев даже будучи включённой значительное время, но всё же тоже вносит вклад.3.

Нагрев в результате проскальзывания якоря (3) по корпусу муфты. Это не является штатным функционированием, но может возникать при резком включении муфты. Например, при езде на высоких скоростях по нестабильным покрытиям в режиме 4WD AUTO. При этом время включения фрикционной муфты (то есть время проскальзывания в ней) увеличивается, а значит и увеличивается тепловыделение в ней.

Интересен так же способ, которым контроллер определяет температуру муфты. Датчиков температуры муфты на большинство указанных авто не устанавливается, тем не менее контроллер как-то определяет температуру. А определяет он её по изменению сопротивления катушки, то есть по изменению тока протекающего через неё. Сопротивление меди увеличивается с ростом температуры.

Изменение составляет около 25% при увеличении температуры на 60°C. Электроника просто измеряет изменение силы тока при приложенном напряжении и высчитывает сопротивление. По изменению сопротивления можно вычислить температуру. Измерения не являются абсолютно точными (измерения калиброванным датчиком будут заведомо точнее), но более чем достаточными для выявления перегрева.

При выключении муфты обесточивается катушка (6), под действием пружинного диска якорь муфты «отлипает» от корпуса муфты. Тем самым пропадает кинематическая связь между входным валом и обоймой кулачковой муфты (2), она получает возможность свободного вращения относительно корпуса на игольчатом подшипнике (4).

Шарик (5) кулачковой муфты под действием сил реакции сжатого фрикционного пакета стремится занять устойчивое положение в углублении обойм (1) и (2), а так как препятствующих ему это сделать сил нет (обойма (2) свободно вращается), он «распускает» кулачковую муфту, а та в свою очередь — фрикционный пакет. Муфта разблокирована.Теперь ещё один нюанс.

Так как механическая блокировка приводится в действие от разницы в частотах вращения хвостовиков переднего и заднего мостов учитывается не пробуксовка какого-то конкретного колеса на оси, а средняя арифметическая скорость вращения левого и правого колёс осей.

То есть, например, при диагональном вывешивании при активной работе газом за счёт инерции вывешенных колёс скорости вращения входного и выходного валов муфты будут периодически выравниваться и меняться местами вызывая смещение шарика (5) кулачковой муфты и разблокировку фрикционной муфты.

аналогичные процессы будут происходить и при «дрифтинге» и, само собой разумеется, при смене направления движения.Из этого следует, что дифференциал заднего моста с блокировкой сильно облегчил бы жизнь муфте полного привода. Количество ненужных включений-выключений сильно бы сократилось.Теперь обсудим, что будет происходить в муфте при износе её компонентов.

Кулачковая муфта — практически вечная. Ей как и подшипникам грозит только контактная усталость и выкрашивание пятна контакта шарика с канавками, но даже и с такими дефектами она будет работать ещё достаточно долго вплоть до полного разрушения, так как относительные скорости шарика и обойм ничтожно низкие.

Износ якоря (либо фрикционных дисков первичного пакета, неравномерный, либо с задирами) и его контактной поверхности на внутреннем корпусе муфты приведёт к пробуксовке обоймы кулачковой муфты (2) и неполному сжатию фрикционного пакета. Как правило сопровождается это заметными рывками в трансмиссии под большой нагрузкой.

Однако такой вид износа достаточно редок (помним, что относительные скорости входного и выходного валов невысоки, а при штатной «мягкой» эксплуатации и вообще около нуля).Износ фрикционного пакета муфты до какого-то момента компенсируется кулачковой муфтой. Просто увеличиваются ходы её обойм до блокировки муфты.

Но когда предел будет достигнут кулачковая муфта превратится в подшипник. При этом будут слышны достаточно громкие щелчки всякий раз, когда шарики будут проскакивать углубления в обоймах. При этом так же возможны рывки в трансмиссии но гораздо более вялые нежели в предыдущем случае.Подведём итог. В достоинства муфты занесём простоту конструкции, минимум движущихся частей (а те, что есть, движутся с невысокими относительными скоростями), простоту управления без применения дорогих сервоприводов, герметичность конструкции (никаких выходящих наружу тяг и валов управления), плавность включения, опция управления передаваемым на задние колёса моментом. Недостаток по сути один — отсутствие возможности постоянного жёсткого подключения полного привода.P.S. А вот видео с конструкцией муфты полного привода ранних Дастеров:

Или 3D графика взята от балды (есть основания для такого предположения), или Дастеры с такими муфтами в Россию не поставлялись.А вот интересное видео с разборкой муфты (c 1:55):

P.P.S. Термин «кулачковая муфта» использован намеренно. По идее это разновидность шариковой муфты. Однако для улучшения восприятия текста и сути функционала муфты использовано другое название. «Кулачковый» профиль в данном случае образован канавками. Математики меня поймут )))upd

ВАЖНОЕ ДОПОЛНЕНИЕ!

Источник: https://www.drive2.ru/b/516569255500579591/

Принцип работы вискомуфты

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.

Как работает вискомуфта полного привода

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

Как работает вискомуфта полного привода

Для чего она применяется

В современных автомобилях вязкостные муфты применяют для:

  • временного перевода в полноприводный режим работы (AWD);
  • блокировки межосевого дифференциала.
Читайте также:  Что такое ксералик и как с ним работать

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.

Как работает вискомуфта полного привода

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».

Как работает вискомуфта полного привода

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.

Как работает вискомуфта полного привода

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.

Источник: https://avto-moto-shtuchki.ru/avtotekhnika/359-viskomufta-printsip-raboty.html

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.

Как работает вискомуфта полного приводаОбщий 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

Как работает вискомуфта полного приводаСхема 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 антиблокировочной системой тормозов (ABS);
  •  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 межосевого дифференциала (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.

(3

Источник: https://TechAutoPort.ru/transmissiya/sceplenie-i-mufty/viskomufta.html

Что такое вискомуфта: устройство и принцип работы

Устройство вискомуфты настолько же просто, насколько и гениально. Сложно поверить, что с момента ее изобретения прошло уже больше 100 лет.

Широкое распространение она получила только спустя 50 лет, когда ее начали устанавливать на спорткары. Производители полноприводных автомобилей оценили принципиально новую систему, и с тех пор она широко используется в приводе внедорожников.

Сегодня вискомуфта является элементом самоблокирующегося дифференциала и подключаемого полного привода.

Что такое вискомуфта и для чего она нужна

Вязкостная муфта (так она официально называется) – это элемент трансмиссии, обеспечивающий передачу крутящего момента с одного вала на другой. Как правило, она используется как межосевой дифференциал, где может работать самостоятельно или в паре со свободным дифференциалом.

Устройство вискомуфты

«Рабочим телом» вискомуфты является жидкость с особыми качествами, поэтому в механизме почти отсутствует механическое трение. Работа вискомуфты не требует участия водителя, она срабатывает в нужное время сама, без какого-либо управления.

Задача вискомуфты – в автоматическом режиме синхронизировать скорость вращения валов на передней и задней оси.

Она включается в работу, когда одно или оба колеса на одной оси вывешиваются (пробуксовывают), при этом резко возрастает скорость их вращения по отношению к другой оси.

Работа вискомуфты заключается в выравнивании угловых скоростей за счет полной или частичной блокировки «проблемной» оси и передачи крутящего момента на ту, у которой лучше сцепление в поверхностью.

Применение вискомуфт

Вязкостная муфта отлично показала себя на внедорожниках, используемых для сложного рельефа. В качестве самоблокирующегося межосевого дифференциала она долгое время устанавливалась на автомобили повышенной проходимости. При этом практически никогда вискомуфта не использовалась в качестве осевого дифференциала, для этой цели применялись другие устройства.

Схема расположения вискомуфты в полноприводном автомобиле

Низкая цена и отличная надежность сделали вискомуфты востребованными у большинства любителей внедорожного спорта. И даже более современные виды трансмиссии не заставили поклонников отказаться от удобного и простого механизма.

Чтобы понять, для чего нужна эта деталь, надо вспомнить принцип работы подключаемого полного привода: он задействуется, когда начинаются проблемы.

Устройство и принцип работы

Принцип действия вязкостной муфты основан на передаче вращения с использованием вязкостных свойств жидкости. Этим вискомуфта принципиально отличается от, например, гидротрансформатора, в котором используется движение жидкости, то есть ее динамические свойства.

Схема устройства вискомуфты

Вискомуфта представляет собой корпус, внутри которого расположен пакет дисков. Диски жестко соединены с валами и размещаются поочередно: один диск первого вала, второй – второго, третий – снова первого и т.д. Расстояния между дисками минимальные.

Читайте также:  Как правильно вести себя на дороге в условиях недостаточной и ограниченной видимости

Вся эта конструкция заполнена специальной жидкостью на силиконовой основе, которая имеет интересное свойство: при активном перемешивании или нагревании она становится более вязкой.

При очень быстром движении, когда сила гидродинамического сопротивления возрастает, она приобретает свойства твердого тела, при замедлении сразу становится более жидкой. Принцип действия наглядно показан на видео ниже.

Процесс работы вискомуфты выглядит примерно так:

  1. Автомобиль едет по ровной хорошей дороге. Обе оси вращаются с одинаковой скоростью. Внутри вискомуфты пакеты дисков, закрепленных поочередно на одном и втором валах, тоже вращаются с одинаковой скоростью, не поворачиваясь относительно друг друга. При этом вискомуфта «выключена», то есть крутящий момент с ведущей оси через нее не передается на ведомую (за исключением примерно 12-15%, которые будут поступать на вторую ось из-за вязкости рабочей жидкости);
  2. Колёса на ведущей оси начинают пробуксовывать, на второй останавливаются или почти останавливаются. При этом пластины одного вала стоят неподвижно, а второго – очень быстро крутятся. В этом «блендере» жидкость приходит в движение, нагревается и густеет. Загустевшая жидкость сцепляет пластины двух валов между собой, и чем больше разница в их скорости, тем быстрей это происходит;
  3. При срабатывании муфты крутящий момент с ведущей оси (которая буксует и быстро крутится) переходит на ведомую ось, и ее колёса приходят в движение. При необходимости, на ведомую ось подается почти 100% крутящего момента, то есть меняется привод;
  4. При выезде на нормальную дорогу вращение пластин в муфте относительно друг друга прекращается, жидкость становится менее вязкой, и полный привод отключается.

Срабатывает вискомуфта быстро, но мягко: достаточно 0,2 сек, чтобы полностью заблокировать одну ось. При этом никаких рывков не происходит, устройство не дает лишних нагрузок на трансмиссию.

Преимущества и недостатки, плюсы и минусы

Преимуществ у вискомуфты много:

  1. Очень простая конструкция, не требующая какой-либо настройки или доработки. Нет механического трения, а значит, и особого износа;
  2. Возможность сделать прочный герметичный корпус;
  3. Не требует регулярного ТО: никаких доливов масла, отслеживания уровня жидкости и т.д. Вискомуфта работает очень долго;
  4. При поломке легко заменить: стоимость ее невысокая и сама работа не слишком сложная.

Вискомуфта в разборе

Однако есть и недостатки, которые заставили современных автопроизводителей отказаться от использования вискомуфты в пользу новой муфты Халдекс:

  1. Невозможно блокировать ее вручную. Это довольно неприятная ситуация для джиперов, привыкших к полной управляемости своих автомобилей;
  2. Как следствие – невозможность контроля привода;
  3. Автоматическая блокировка не 100%. Это объясняется свойствами жидкости: чтобы она наглухо заблокировала одну ось, разница в скорости вращения должна быть довольно большой. В реальных условиях это не всегда так, а значит, часть мощности двигателя расходуется впустую;
  4. Сравнительно медленное срабатывание. Даже доли секунды на дороге имеют важное значение;
  5. Несовместимость с системой ABS, а это уже серьезно. Причем настолько, что вискомуфты начали уходить в прошлое в основном именно по этой причине;
  6. Перегрев при длительной активной работе;
  7. Муфты для мощных автомобилей слишком сильно выступают под днищем из-за своих размеров. Уменьшается фактический клиренс, появляется слабое место.

В целом, вискомуфта прекрасно показала себя в свое время. Для автомобилей, не напичканных электроникой от колес до крыши, такое устройство действительно было удобным и функциональным.

Сегодня вискомуфты почти никто не ставит на новые внедорожники. Конструкторы отдали предпочтение муфте Haldex с электронным управлением.

Она отлично работает вместе с АБС, срабатывает мгновенно и вообще является более современным и технологичным устройством.

Источник: https://VazNeTaz.ru/viskomufta

«Торсен», «вискомуфта» и другие слова, которые надо знать, покупая 4х4

Выбирая полноприводный автомобиль легко запутаться. Одни говорят, что система 4х4, построенная вокруг муфты, ни на что не способна, а другие называют классический полный привод устаревшим анахронизмом. Кто прав?

Зачем вообще нужен полный привод? Отвечаем по учебнику: «полный привод требуется для лучшей реализации тяговых возможностей двигателя». То есть задача трансмиссии 4х4 сделать так, чтобы машина как можно дальше проехала по бездорожью. (Как полный привод влияет на управляемость легковых авто мы сейчас оставим за скобками).

Все трансмиссии внедорожников и кроссоверов можно поделить на несколько основных типов. Первый – когда момент постоянно передается на одну пару колёс, а при необходимости водитель жёстко подключает вторую. С этой схемы началась история полного привода. При этом инженеры продолжают её использовать и сегодня.

Чем кроссовер отличается от внедорожника?

По большому счёту, из этой же схемы вышли современные конструкции, когда привод подключается не вручную, а автоматически – при помощи вязкостной или фрикционной муфты. И, наконец, третья разновидность полного привода – постоянный, когда распределением момента заведует межосевой дифференциал.

Жёстко подключаемый полный привод

Подключаемый привод на одну из осей обычно называют Part-Time 4WD – то есть «временный полный привод». У такого автомобиля – как правило, это серьезный внедорожник – одна пара колес постоянно ведущая, а другая жестко подключается по необходимости. Соответственно, полноприводной машина становится только на время преодоления бездорожья.

Для движения по твердым покрытиям жесткий полный привод приходится отключать по причине так называемой «циркуляции мощности». В повороте передние колеса проходят большее расстояние, двигаясь по дугам большего радиуса, и, следовательно, вращаются быстрее задних. Причем, чем круче поворот, тем разница больше.

Когда под колесами грязь или снег, в этом нет ничего страшного. Но на асфальте циркуляция мощности вредна: в крутых поворотах тяговый момент сменяется тормозным – передние колеса увеличивают сопротивление движению. А это грозит повышенным износом резины и возможными поломками трансмиссии.

Выбираем автомобиль: новый, но подешевле или с пробегом, но как нравится?

Этот простой вариант организации полного привода достаточно практичен. На сухом асфальте постоянно вращать вторую пару колес (и соответствующие детали трансмиссии) совсем не нужно. Более того, иногда «парт-тайм» даже вреден! С подключенным передним мостом машина очень скверно входит в крутые повороты.

Постоянный полный привод

Как говорилось выше, в повороте каждое из четырёх колёс катится по своей траектории и, соответственно, с разными угловыми скоростями. Поэтому для реализации постоянного полного привода требуются три дифференциала: два межколесных и один межосевой – последний нужен, чтобы «развязать» ведущие оси.

Получается следующее. Межколесные дифференциалы, передний и задний, позволяют каждому колесу вращаться со своей скоростью, а межосевой выполняет эту работу для обоих ведущих мостов. Но на бездорожье достоинство становится недостатком! В случае, когда одна пара колес буксует, вторая будет стоят на месте.

Соответственно, межосевому дифференциалу не обойтись без механизма, который бы фиксировал шестерни – то есть трансмиссия из «свободной» становилась «жёсткой». Такой механизм называется принудительной блокировкой: водитель дёргает за рычаг (или нажимает на кнопку), и дифференциал замыкается.

Автомобили с пробегом: что будем покупать вместо «корейцев» и «немцев»?

На дорогих внедорожниках некоторое время также применялся самоблокирующийся дифференциал Torsen (от англ. torque sensing – считывание крутящего момента). Это механическое устройство мгновенно и плавно увеличивает степень своей блокировки, исходя из того, как меняется крутящий момент на выходных валах.

Полный привод через вискомуфту

В конце 1980-х инженеры придумали принципиально новую схему полноприводной трансмиссии: вместо межосевого дифференциала было предложено использовать вязкостную муфту – вискомуфту (от лат. viscosus – вязкий). Правда, такая концепция годилась только для легких «паркетников», но не упомянуть этот принцип нельзя.

Как работает вискомуфта? Цилиндр, в котором установлены пакеты фрикционов, заполнен специальной силиконовой жидкостью. Как только колёса одной из осей забуксовали, шестерни межосевого дифференциала раскручиваться, а пакеты фрикционов вискомуфты «взбивают» жидкость настолько, что муфта блокируется.

С сентября перестанут выдавать ПТС – что это значит?

Главный недостаток таких трансмиссий – серьезная задержка при срабатывании вискомуфты, что критично на бездорожье. На снегу или песке машина успевает «закопаться» раньше, чем подключиться вторая пара колес! К тому же при долгом буксовании силикон банально закипал, отчего муфта перегревалась и сгорала.

Полный привод через фрикционную муфту

Впрочем, вместо вискомуфты проще и дешевле использовать фрикционную муфту, пакеты которой сжимаются при помощи гидравлического или электрического привода. Соответственно, от сжатия фрикционов, которым управляет электроника, зависит величина подаваемого на задние колеса крутящего момента.

Плюсы очевидны. Массивная раздаточная коробка не требуется вообще, так как достаточно лишь дополнительной пары шестерен отбора мощности возле переднего дифференциала, а сама муфта отличается компактными размерами и минимальной массой. То есть версию 4х4 можно сделать из почти любого автомобиля!

Новая реальность: в салонах продают старые машины вместо новых

На текущий момент большинство кроссоверов построены по такой схеме. Причина банальна: такого полного привода большинству водителей вполне достаточно, при этом производитель автомобиля имеет очень простой и дешевый способ создать версию 4х4. А отсутствие громоздкой раздаточной коробки уменьшает массу авто.

Трансмиссия, построенная вокруг муфты, хороша для повседневной езды, но готова противостоять не всякому бездорожью. Причина – в обязательном датчике, который следит за рабочей температурой фрикционов, и отключает привод, если близится их перегрев. И это очень приятная ситуация!

Впрочем, мы уже рассказывали: сегодня на рынке есть действительно удачные модели, где муфта имеет большой запас прочности. Но если крутое бездорожье составляет значительную часть ваших маршрутов, лучше выбрать постоянный или подключаемый полный привод.

РОЛЬФ — это лидер российского авторитейла и автомобильный эксперт.

Если пост понравился, пожалуйста, нажмите палец вверх ???? и поделитесь ссылками с друзьями в соцсетях.

И, конечно, подписывайтесь на канал РОЛЬФ и заходите почаще! Здесь поднимают самые интересные и важные темы.

Хотите больше интересных материалов? Рекомендуем прочитать:

  • Едем на российский юг: действительно важные факты для водителей
  • Осторожно, эвакуатор! или Как отдать 5 000 рублей ни за что
  • Почему россияне боятся системы «трейд-ин»?

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5cff51b93033ae00af00dcdb/5d70ed883d008800adc03c95

Вискомуфта и все,что нужно о ней знать

Работа многих изделий основывается на использовании, порой неожиданным образом, самых разных свойств привычных нам веществ.

Примером этого может служить вискомуфта – специальное устройство, предназначенное для избирательной передачи, зависящей от внешних условий, крутящего момента. У таких изделий принцип работы основан на изменении вязкости залитой в него жидкости.

Нельзя сказать, что они применяются чрезвычайно широко, например как МКПП, но и обойти стороной их использование было бы неправильно.

Вискомуфта — вязкостная муфта, часть трансмиссии автомобиля, механизм передачи и выравнивания крутящего момента. В отличие от гидромуфты и гидротрансформатора в вискомуфте использован иной принцип действия.

В этом устройстве крутящий момент передается не через динамические свойства потока жидкости, а с использованием вязкостных свойств жидкости, заполняющей внутреннее пространство вискомуфты.

Применяется в качестве механизма автоматической блокировки дифференциала.

История изобретения

Вискомуфта была изобретена в 1917 году в США Мелвином Северном, но применения в то время не нашла.

В 1964 году вискомуфта была впервые установлена в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала на автомобиле Interceptor FF английской компании Jensen.

Читайте также:  Как утеплить машину на зиму своими руками

С середины 60-х годов вискомуфты нашли широкое применение в самоблокирующихся межколесных дифференциалах на легковых автомобилях с постоянным приводом на все колеса. 

Принцип работы вискомуфты

Что такое вискомуфта вентилятора охлаждения? Это специальный механизм, который выполняет функцию избирательной передачи, что зависит от внешних условий, крутящего момента. Вязкостная муфта выглядит как корпус, который полностью герметичен, с расположенными внутри двумя рядами дисков. Один из них связывается с ведомым валом, второй с ведущим.

Эти диски перемежаются друг с другом. Каждый из них имеет как отверстия, так и выступы, а расстояние между плоскостями дисков минимальное. Корпус вискомуфты внутри заполнен вязкой жидкостью, которая, зачастую, изготавливается на силиконовой основе.

Жидкость для вискомуфты отличается специфическими особенностями, которые позволяют эффективно её использовать.

Это: Увеличение вязкости при возрастании интенсивности перемешивания. Высокий коэффициент расширения во время нагрева. Когда автомобиль движется с постоянной скоростью, диски вискомуфты вращаются равномерно и масло между ними не перемешивается.

Когда скорость ведомого и ведущего валов разнится, также различается и скорость вращения дисков. В результате этого вязкость жидкости увеличивается, и она воздействует на передачу крутящего момента к ведомому валу.

Когда разность скоростей вращения дисков очень велика, масло для вискомуфты становится настолько вязким, что она блокируется. Жидкость переходит в состояние, близкое к твёрдому.

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.

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.

Где применяют вискомуфты?

Собственно основных применений всего два, однако сейчас остается всего одно:

  • Применялись для охлаждения двигателя. НА шток закреплялась вискомуфта с вентилятором. Она приводилась в движение от коленчатого вала автомобиля посредствам ременной передачи. Чем быстрее вращался двигатель, тем больше густела жидкость и связь с вентилятором становилась жестче. Если обороты падали, то не происходило такого сильного смешивания, значит были проскальзывания то есть вентилятор вращался, не так сильно охлаждал радиатор. Такая система эффективна для холодного (зимнего) периода, когда двигатель итак не сильно прогревается, а его еще и охлаждают. Сейчас применение таких систем на новых автомобилях уже и не встретить, ее заменили электронные вентиляторы (с датчиками в жидкости), которые питаются от электричества и никак не связаны с коленчатым валом двигателя.
  • Автоматическое подключение полного привода. Именно в этом направлении вискомуфты остались очень сильно востребованными. Практически на 70 – 80% кроссоверах или паркетниках, сейчас применяются такие системы. Правда, их постепенно начинают вытеснять полностью электромеханические варианты, но пока они дороже и не такие практичные.

С одной стороны вискомуфта это очень простое, дешевое, практичное и универсальное механическое устройство, с другой у нее достаточно много минусов.

Самостоятельный ремонт вискомуфты

Если вы замечаете перегрев двигателя, не спешите делать замену вискомуфты. Возможно, вам удастся самостоятельно отремонтировать сломавшуюся деталь.

Самой распространенной причиной неисправности является утечка силикона из основания детали. Чтобы залить новую жидкость, вам нужно: Снять вискомуфту с водяного наноса, после чего разобрать ее.

На самом диске устройства имеется пластина с пружиной, под которой находится отверстие для силиконовой жидкости.

Вам нужно с максимальной осторожностью снять штифт, а затем шприцом залить смазку. Учитывайте, во время подобного ремонта деталь кладут горизонтально. Шприцом достаточно набрать пятнадцать миллилитров маслянистой жидкости.

Не спеша заливайте силикон во внутрь. Подождите несколько минут, не извлекая шприц из отверстия, чтобы жидкость успела глубоко затечь в вискомуфту. Протрите поверхность устройства от излишка жидкости в случае необходимости.

Поставьте штифт на место, а затем установите деталь.

Если вы плохо разбираетесь в автомобилях и не знаете принцип работы тех или иных деталей, лучше не приступайте к починке самостоятельно. Дело здесь не в возможной поломке частей транспортного средства, а в трудности собрать все обратно.

Также частой причиной поломки вискомуфты являются подшипники. Признак подобной неисправности один единственный: различного рода шумы в области радиатора охлаждения. Чтобы отремонтировать устройство, его первым делом нужно снять. Для этого открутите три болта, которые крепят деталь. После этого вискомуфту легко снять из отсека мотора.

Вынув устройство, можете приступать к замене подшипника. Производите их замену только тогда, когда разобрали узел и слили масляную жидкость. Воспользуйтесь специальным инструментом для снятия подшипника — съемником. Если воспользоваться подручными средствами, можно повредить полностью узел.

Установив новый подшипник, можете приступать к установке устройства.

Не забудьте залить новую силиконовую жидкость, которую слили перед ремонтом вискомуфты. Когда вы замечаете «неправильное поведение» муфты, не нужно сразу менять всю деталь, ведь зачастую ее можно отремонтировать. Особых навыков и умений для этого дела не потребуется.

Единственная сложность, которая может возникнуть, — это поиск съемника для извлечения старого подшипника. Инструмент продается не в каждом автомобильной магазине, что затрудняет самостоятельную починку вискомуфты. Если вы побывали во всех известных вам автомагазинах, и не нашли съемника, спросите у друзей-водителей.

Остальные же детали найти незатруднительно.

Особенности ремонта вискомуфты

Не на всех подобных устройствах имеется отверстие для заливки маслянистой жидкости. Если вы «новичок», не пытайтесь самостоятельно ремонтировать устройство. Опытные мастера делают отверстия самостоятельно.

Вы, конечно, тоже можете попробовать просверлить дырку на свой страх и риск. Не применяйте грубую физическую силу при манипуляциях с диском.

Если алюминий на валю погнется, вискомуфту починить не выйдет — только полная замена устройства.

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.

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.

Источник: https://seite1.ru/zapchasti/viskomufta-i-vsechto-nuzhno-o-nej-znat/.html

Ссылка на основную публикацию