Вискомуфту: Вискомуфта вентилятора: устройство, неисправности и ремонт

что это? Устройство и принцип действия вискомуфты

Каждого автомобилиста интересовал вопрос: что такое вискомуфта? Попробуем ответить на него. Визкомуфта — это механизмом для передачи и выравнивания крутящего момента в трансмиссии автомобиля Рено, Фольксваген и др. Другое её название – вязкостная муфта. Принцип действия в ней совсем другой, нежели в гидротрансформаторе или гидромуфте. Крутящий момент передаётся благодаря вязкостным свойствам жидкости, которая заполняет внутреннюю полость вискомуфты. Её используют для автоматической блокировки дифференциала.

История

В Соединённых Штатах Америки в 1917 году Мелвин Северн изобрёл вискомуфту. Но его изобретение не имело применения. На автомобиле Interceptor FF английской фирмы Jensen она была применена, как механизм автоматической блокировки межосевого дифференциала в 1964 году. На автомобилях с постоянным полным приводом вискомуфта заняла свою нишу с 1965 года.

Вискомуфта: устройство, принцип действия

Внутри герметичного корпуса установлено несколько круглых плоских дисков. Какое-то количество ведущих дисков соединено с ведущим валом, а какое-то количество ведомых дисков – с ведомым валом. Их поверхность имеет отверстия и выступы. Все диски смонтированы так, что вращаясь, они располагаются на очень маленьком расстоянии друг от друга. Внутри корпуса муфты находится дилатантная жидкость на основе силикона, которая при сильном перемешивании сгущается. Также у ней при нагреве большой коэффициент расширения. При перемешивании появляется давление на диски, и они прижимаются друг к другу благодаря расширению этой жидкости.

Как устроена вискомуфта — видео

Если движения валов равномерны, то диски вращаются с одинаковой скоростью. Когда не происходит перемешивание жидкости, нет давления на диски. При разном вращении одного вала относительно другого, диски начинают вращаться относительно друг друга. Жидкость перемешивается, растёт вязкость, угловые скорости дисков пытаются уровняться из-за силы трения. А при огромной разности скоростей эта жидкость имеет свойства твёрдого вещества. В этот момент блокируется вискомуфта, свой максимум обретает крутящий момент от ведущего вала к ведомому.

Недостатки и преимущества

Вязкость жидкости зависит от скорости её перемешивания. Угадать коэффициент торможения дисков нельзя, потому что нет линейной зависимости свойств. Поэтому у таких дифференциалов эффективность не высока. Вискомуфты без свободного шестерёнчатого дифференциала не используют из-за большой конструкции и малой эффективности. Так как коэффициент полезного действия вискомуфты прямо пропорционален объёму жидкости и диаметру дисков, то такое устройство увеличивает размеры ведущих мостов, что ведёт к уменьшению клиренса.

Преимуществом является простота конструкции. Корпус вискомуфты способен выдержать давление в пятнадцать атмосфер. Она не требует к себе внимания на время всего срока эксплуатации. Если она вышла из строя, её просто меняют.

Где применяют вискомуфты?

На автомобилях Lancia Thema и Lancia Dedra 2000 Turbo вискомуфту использовали, как механизм автоматической блокировки свободного шестерёнчатого дифференциала. Но основное применение – это использование на автомобилях повышенной проходимости в качестве межосевого самоблокирующегося дифференциала. Например, на джипах Jeep Grand Cherokee и Range Rover HSE вискомуфта использовалась как самоблокирующийся дифференциал. Так же она может выполнять функцию вспомогательного механизма блокировки, который работает с шестерёнчатым свободным дифференциалом.

Видео

Синхронизировать крутящий момент между мостами можно простым и недорогим способом, это применяя вискомуфту.  В обычных условиях разница крутящих моментов мала, работы вискомуфты хватит, чтобы не позволить проскальзывать передним колёсам относительно задних колёс. Так, при движении по грунтовой дороге, одна пара колёс делает объезд препятствия, вторая пара едет прямо, а виско муфта в этот момент выравнивает их скорости.

Видео

Но, так как проблемно применять вискомуфту с системой антиблокировки колёс, почти все мировые автоконцерны перестают их использовать и устанавливают на свои автомобили принудительные муфты Haldex.

• < Назад
• Вперёд >

Вискомуфты в категории «Авто — мото»

Подшипник-вал WS2263 вискомуфты VAG 059122303 V6 2.5TDI

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 100 грн

Купить

Крыльчатка с вискомуфтой VW LT 28-35 2.5TD 074121302C

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

2 380 грн

Купить

Вискомуфта AUDI (Пр-во SACHS) 2100 079 031

На складе

Доставка по Украине

3 235 грн

Купить

Вискомуфта AUDI, SKODA, VOLKSWAGEN (пр-во Van Wezel) 0325740

На складе

Доставка по Украине

2 115 грн

Купить

Вискомуфта ISUZU, Ataman 4HK1 (RIDER) RD8980197430

На складе

Доставка по Украине

2 132 грн

Купить

Крильчатка віскомуфти Міцубісі Паджеро Вагон 2 2. 5 Турбо Дизель Інтеркулер ( 4D56 ) 1991 — 2000 року .

Доставка по Украине

1 200 грн

Купить

Вентилятор, вискомуфта, KIA Sorento 1, 2,5 CRDI

Заканчивается

Доставка по Украине

1 000 грн

Купить

Вискомуфта термомуфта GP Mercedes-Benz E-класс W124 (6032000022)

На складе

Доставка по Украине

1 295 грн

Купить

Вискомуфта термомуфта GP Mercedes-Benz E-класс W124 (6530600000)

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 295 грн

Купить

Термомуфта (Вискомуфта) Богдан GP 8-97148797-D

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

2 140 грн

Купить

Термомуфта (Вискомуфта) Богдан 4HF1/4HG1 Евро-1 GP 8-94422124-D

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 945 грн

Купить

Вискомуфта FORD TRANSIT 1994-2000 (2. 5TDI) (1063042/98VB8A616CA/CS1713) FANEX

Заканчивается

Доставка по Украине

1 136 грн

Купить

Вискомуфта/крыльчатка вентилятора для Audi A6 059121350f

На складе

Доставка по Украине

791 грн

Купить

Вискомуфта, Вентилятор 023.054-01, (пр-во SAMPA)

Доставка по Украине

12 810 грн

Купить

Вискомуфта, Вентилятор 051.022-01, (пр-во SAMPA)

Доставка по Украине

12 470 грн

Купить

Смотрите также

Вискомуфта вентилятора охлаждения Mercedes W210 E320 W210

На складе в г. Кременец

Доставка по Украине

699 грн

Купить

Кременец

Вентилятор радиатора охлаждения(крыльчатка вентилятора вискомуфты) Mitsubishi Pajero Sport 1320A015 ME29854

На складе в г. Коломыя

Доставка по Украине

1 600 грн

Купить

Коломыя

Вентилятор радиатора охлаждения(крыльчатка вентилятора вискомуфты) Mitsubishi Pajero Wagon 3 1320A015 ME29854

На складе в г. Коломыя

Доставка по Украине

1 600 грн

Купить

Коломыя

Вентилятор радиатора охлаждения(крыльчатка вентилятора вискомуфты) Mitsubishi Pajero Wagon 4 1320A015 ME29854

На складе в г. Коломыя

Доставка по Украине

1 600 грн

Купить

Коломыя

Вискомуфта вентилятора Mitsubishi Pajero Wagon III MD356866

На складе в г. Коломыя

Доставка по Украине

2 800 грн

Купить

Коломыя

Вискомуфта вентилятора Mitsubishi Montero III MD356866

На складе в г. Коломыя

Доставка по Украине

2 800 грн

Купить

Коломыя

Муфта вентилятора SCANIA 4

На складе

Доставка по Украине

8 460.84 грн

Купить

Вискомуфта вентилятора FORD 1830, 3430D

На складе

Доставка по Украине

10 679. 70 грн

Купить

Муфта вентилятора DAF 95, 95 XF (Ø 203 мм)

На складе

Доставка по Украине

6 310.50 грн

Купить

Муфта вентилятора 203mm Atego MB

На складе

Доставка по Украине

6 079.38 грн

Купить

Вискомуфта с крыльчаткой 680mm SCANIA

На складе

Доставка по Украине

9 472.14 грн

Купить

Лопасти крильчатка вискомуфты Mercedes W202

На складе

Доставка по Украине

340 грн

Купить

Вискомуфта Ford Transit 2.4TD 2000-2006 YC1E19A216AD

Доставка из г. Новояворовск

1 000 грн

Купить

Новояворовск

Вискомуфта (вязкостная муфта) вентилятора охлаждения Аudi 100 ОРИГИНАЛ — BEHR

Доставка по Украине

2 500 грн

Купить

Висковеркштат Керн

 

История

Еще в 1917 году американский изобретатель Мелвин Л. Севери получил патент на вязкостную гидромуфту. Однако в то время единственными доступными маслами были вязкие масла минерального происхождения, которые плохо подходили для передачи высоких крутящих моментов. Это связано с тем, что, с одной стороны, вязкость уменьшается при повышении температуры, а с другой стороны, более высокие температуры вызывают распад.

Только чудеса современной химии сделали возможным прорыв этой идеи. Теперь силиконовое масло можно было производить синтетическим путем. Поэтому была доступна жидкость, устойчивая к самым высоким температурам, а также очень мало теряющая свою вязкость при нагревании. Тем не менее, использование силиконового масла в лучшем случае является компромиссным решением, так как его псевдопластичность на самом деле нежелательна.

Таким образом, более высокие разности скоростей вращения (скорости сдвига) вызывают очевидное снижение вязкости, за которым следует регрессивное увеличение передаваемого приводного крутящего момента. Противоположное поведение, называемое «дилатантным», было бы идеальным для использования в вязкостной муфте. К сожалению, не существует известных дилатантных жидкостей, которые реагируют так же химически стабильно, как силиконовое масло, при использовании при особых нагрузках вязкостной муфты.

Основная идея была снова подхвачена компанией «Harry Ferguson Developments» в 70-х годах, и родилась современная вязкостная муфта, использующая силиконовое масло в качестве передающей среды. В автомобильной промышленности вязкостная муфта впервые использовалась в основном в качестве преобразователя крутящего момента, гасителя колебаний и вентилятора вязкостного охлаждения. В начале 80-х годов после многочисленных разработок были найдены новые применения в полноприводных автомобилях:

Вискомуфта дифференциала повышенного трения (VLSD):
Блокировка дифференциала, чувствительная к скорости

Вязкостная трансмиссия:
Средний дифференциал и блокировка дифференциала между передним и задним мостом

Кстати, первым автомобилем с вязкостной трансмиссией был не VW-T3 Syncro, а AMC Eagle, который считается предшественником современных внедорожников. Выпускался с 1979 по 1987 годы.

 

Функциональность

Вискомуфта по своей конструкции очень похожа на многодисковое сцепление (известное по мотоциклам). Единственное отличие состоит в том, что крутящий момент передается за счет силы сдвига жидкости, а не за счет механического трения.

Свободный внутренний объем вискомуфты примерно на 90% заполнен силиконовым маслом.

На самом деле, классифицировать силиконовое масло как «масло» довольно неправильно, потому что это слово заставляет вас думать о чем-то жирном или смазочном. Однако из-за слабых межмолекулярных сил несущая способность пленки силикон-стена довольно низкая, поэтому ее можно было бы назвать антисмазкой, особенно если смотреть на комбинацию материалов сталь-сталь.

Входной переменной для передаваемого крутящего момента в вязкостной муфте является исключительно изменяющаяся разность скоростей между двумя осями. Что касается поведения передачи, мы должны различать два разных режима. В принципе, вязкостная муфта сначала проходит через «вискозный режим» и может переключаться в так называемый «горбовой режим» в случае продолжительной нагрузки.

Вискоза-режим:

ТРЕНИЕ ЖИДКОСТИ

Когда корпус и полый вал вязкостной муфты вращаются с одинаковой скоростью, силиконовое масло не подвергается вязкостному сопротивлению. Это связано с тем, что внешние пластины в корпусе соединены с задней осью, а внутренние пластины с передней осью. На практике этот режим никогда не достигается, т.к. постоянно возникают небольшие перепады скорости вращения во время движения (пробуксовка шин, повороты, незначительные различия в размере шин и т.д.).

Как только внешняя и внутренняя пластины вращаются с разной скоростью, сцепление вызывает внутреннее трение внутри молекул силиконового масла, которое пытается снова уравнять дифференциальную скорость. В этом процессе силиконовое масло подвергается воздействию дополнительных сил сдвига в отверстиях и щелях между пластинами, которые вращаются относительно друг друга.

Силиконовые масла являются псевдопластичными жидкостями, что означает, что их вязкость уменьшается с увеличением напряжения сдвига. Это приводит к отклонению трансмиссии в крутящем моменте. Передаваемый крутящий момент зависит главным образом от мгновенной вязкости силиконового масла и геометрии набора пластин. Тогда снова мгновенная вязкость зависит от базовой вязкости, температуры и напряжения сдвига.

Горбовой режим:

ТВЕРДОЕ ТРЕНИЕ

Внутреннее трение, возникающее в режиме вискозы, заставляет силиконовое масло нагреваться. Так как силиконовые масла обладают высоким тепловым расширением (примерно в 40 раз больше, чем у алюминия), внутри герметичной вискомуфты повышается внутреннее давление. Во время этого процесса в основном степень наполнения (например, 90%) вязкостной муфты, которая влияет на скорость увеличения давления. Таким образом, в случае постоянной дифференциальной скорости содержащийся воздух сжимается все больше и больше и создает раствор с силиконовым маслом, пока не будет достигнут эффективный уровень заполнения 100%. В этом состоянии внутреннее давление резко возрастает, так что дальнейший ввод энергии может разрушить вязкостную муфту, которая рассчитана на максимальное внутреннее давление ок. 100 бар. Это приводит к тому, что вязкостная муфта переходит в горбовой режим. В прошлом считалось, что эффект горба связан с дилатантным поведением силиконового масла. Однако эффект горба не имеет ничего общего с внезапными изменениями вязкости, поскольку силиконовое масло является не дилатантным, а наоборот, псевдопластичным.

В действительности происходит несколько сложнее: из-за дестабилизирующего потока внутри вискомуфты создается неоднородное распределение давления. Это приводит к различным зазорам между пластинами. Решающее значение здесь имеет тип изготовления пластин: закругленная передняя кромка сверху и острые заусенцы снизу создаются штамповкой. Закругленная кромка работает как гидродинамический смазочный клин, на котором пластина плавает, а острый заусенец соскребает силикон с поверхности соседней пластины.

Если зазоры становятся слишком узкими, силиконовая пленка рвется, вызывая механическое трение между пластинами. Следовательно, передаваемый крутящий момент внезапно увеличивается, в результате чего дифференциальная скорость быстро снижается. На дороге это означает, что застрявший автомобиль теперь можно либо высвободить, либо двигатель заглохнет. Температура падает, и вязкостная муфта возвращается в режим вязкости. Hump-режим предназначен для кратковременного увеличения тяги в экстремальных ситуациях, но также является конструктивным механизмом самозащиты муфты от перегрева.

 

Недостатки T3 VC

Подавляющее большинство старых вискомуфт Т3 при испытаниях показывают один и тот же дефект:
То экстремальной закалки.

Gebrochene Antriebswelle im VA-Getriebe

Эти чрезвычайно жесткие вязкостные муфты практически всегда находятся в горбовом режиме во время движения. Это связано с тем, что передний дифференциал обычно достигает температуры около 60 ° C, поэтому передний и задний мосты следует рассматривать как жестко связанные. Возникающие в результате напряжения в силовой передаче вызывают чрезмерное трение передних колес в крутых поворотах на сухом асфальте. Это приводит не только к повышенному износу шин, но в худшем случае к повреждению коробки передач.

Однако это очень распространенное «экстремальное упрочнение» T3-Visco не является признаком старения, а является недостатком конструкции. Это специфическое чрезмерное затвердевание T3-Visco происходит только тогда, когда вязкостная муфта всасывает трансмиссионное масло из переднего дифференциала. Проблема «маслососа» была замечена в Steyr-Daimler-Puch (SDP) в конце 80-х годов, поэтому она также была исследована в дипломной работе.

Заключение, Дипломная работа, Таллер

Замечательный вывод состоял в следующем: при зимних температурах наружного воздуха в вискомуфте образуется статический вакуум из-за высокого теплового расширения силиконового масла. Этот вакуум усиливается во время запуска. Из-за вакуума вискомуфта всасывает порции трансмиссионного масла на фазе холодного хода и со временем выходит из строя. Эта проблема не зависит от пробега. При эксплуатации на короткие расстояния чрезмерное затвердевание вязкостной муфты может произойти уже через 2000 км (около 1243 миль). Однако результаты этого расследования были получены слишком поздно, летом 19 г.90. Поэтому SDP не предпринимала никаких дальнейших усилий для решения проблемы.

Тестовая установка: Простая тестовая установка с манометром показывает серьезность проблемы.

На первом этапе к вязкостной муфте, заполненной при комнатной температуре 16°C (61°F), прикладывали избыточное давление 1 бар (14,5 фунт/кв. дюйм). Для проверки абсолютной герметичности установки вискомуфту погружали в водяную баню. Признаков течи не было.

На втором этапе моделировали вождение зимой, поместив вискомуфту на ночь в холодильник при арктических температурах -15°C (5°F).

В результате этого охлаждения манометр показывал резкое падение давления. Остаточное давление составляло 0,15 бар (2,18 фунтов на квадратный дюйм). Таким образом, разница температур в 31°C (56°F) уже вызывает падение статического давления на 0,85 бар (12,3 PSI). После повторного нагрева давление возвращается к 1 бару (14,5 фунтов на кв. дюйм).

Обычный метод заполнения при атмосферном давлении и комнатной температуре означает, таким образом, скрытую опасность непоправимого чрезмерного затвердевания вискомуфты зимой.

Наш подход: Для предотвращения «маслососа», вызванного разрежением, вискомуфта заполняется через специальный клапан 9.0017 .

Это позволяет создать в вискомуфте небольшое статическое избыточное давление. Кроме того, мы можем регулировать статическое давление в зависимости от температуры окружающей среды с помощью специального клапана.

По сравнению с заводской настройкой SDP в то время, сегодня нам нужно другое количество наполнения и скорректированная вязкость. Но на стенде отработать эту модификацию вполне решаемая задача.

 

Недостатки T4 VC

Мягкая характеристика Хотя вискомуфта T4 Syncro не имеет конструктивных недостатков (в отличие от T3 Syncro), она часто работает на пределе своих возможностей, когда речь идет о пересеченной местности.

Заводская регулировка вискомуфты, которая передает примерно 400 Нм (при 10 об/мин), достаточна для обледенелых дорог зимой, но перенапряжена на пересеченной местности, такой как грязь, песок и глубокий снег.
Особенно тяжелые и тюнингованные автомобили страдают от длительной пробуксовки передних колес, пока задняя ось медленно не включается. Обычно один тогда уже застрял.

Стандартный VC с 400 Нм

Поэтому мы также предлагаем Sport-VC для тюнингованных и тяжелых автомобилей с ABS, которая реагирует намного быстрее, чем стандартная вискомуфта. 3 варианта (Standard, Sport, Super-Sport) подробно описаны в разделе часто задаваемых вопросов, чтобы упростить выбор автобуса для вашего автомобиля.

Фабрика и +25% (Спорт-ВК)

Factroy и +50% (Super Sport-VC)

Повышенная температура горба В отличие от быстро вращающейся вязкостной муфты T3 Syncro, T4 Syncro гораздо чаще использует функцию автоматической блокировки VC (Hump-mode) при движении по бездорожью. Возникающие пики высоких температур в Hump-режиме вызывают преждевременный износ силиконового масла. Что приводит к повышению температуры горба. С новой вискомуфтой температура Hump составляет около 40 °C. Из-за интенсивного использования силиконовое масло может изнашиваться, температура горба может подниматься до 80°С и выше.

Повышенная температура Hump может привести к тому, что автобус будет копаться в труднопроходимой местности, в то время как функция автоматической блокировки (режим Hump) срабатывает слишком поздно, когда задняя ось уже застряла. Вот почему мы тщательно устанавливаем температуру Hump на нижний предел допуска. Кроме того, мы наполняем вискомуфту инертным газом вместо обычного воздуха, чтобы повысить термостойкость силиконового масла.

Ржавая втулка вала Самый серьезный недостаток касается оголенной, малозаметной втулки вала на стальной крышке вискомуфты. Из-за суровых условий окружающей среды на днище автомобиля втулка вала имеет тенденцию ржаветь. Со временем коррозия сползает на кромки уплотнения вала, из-за чего часто начинается незамеченная утечка трансмиссионного масла из дифференциала. Кроме того, из-за вращения и центробежных сил трудно распознать постоянную потерю масла.

масляный шлам из-за повреждения уплотнения вала

Отсюда возникают многие повреждения заднего дифференциала. Практический опыт показал, что уровень масла в задних дифференциалах T4 Syncro почти всегда слишком низкий. В некоторых случаях дифференциалы были почти сухими.

Мы устранили этот недостаток, заменив стандартную втулку, подверженную ржавчине, на специально изготовленную для нас из нержавеющей стали. Поверхность втулки из нержавеющей стали дополнительно отшлифована и закалена по специальной технологии для предотвращения появления признаков нержавеющей стали.

втулки из нержавеющей стали

 

Срок службы

Steyr-Daimler-Puch протестировала долговечность вязкостной муфты T3 Syncro в дипломной работе при определенных условиях эксплуатации. Исследования показали, что срок службы вискомуфты зависит от дифференциальной скорости, потерь мощности и высоты горбатого момента. Однако в принципе мы должны различать две отдельные категории срока службы:

ВЯЗКАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ РАБОТА

Срок службы вязкостной муфты в режиме вязкости (жидкостное трение) в основном зависит от износостойкости силиконового масла, так как старение силиконового масла приводит к медленному затвердеванию вязкостной муфты. Следовательно, увеличение вязкости масла из-за окисления кислорода вызывает увеличение передаваемого крутящего момента с течением времени.

Однако такое нежелательное поведение можно наблюдать только при использовании вязкостных муфт, газовый пузырь которых состоит из обычного окружающего воздуха.

Все наши вискомуфты заполнены инертным газом. Это предотвратит постепенное загустевание силиконового масла из-за окисления.

СТАБИЛЬНОСТЬ ГОРКОВОГО ЦИКЛА

В режиме Hump пластины испытывают интенсивные механические и термические нагрузки. После определенного истирания пластины теряют способность инициировать горб. Горб-момент, который важен для самозащиты, больше не может быть достигнут. Это может привести к перегреву муфты, вызывая непрекращающийся рост внутреннего давления.

В случае вязкостной муфты T3 стальная крышка вздувается до того, как X-образные кольца выходят из строя, и из VC начинает вытекать силиконовая жидкость. У T4 Syncro тоже сначала выпирает стальная крышка, но потом обычно рвется алюминиевый корпус. В обоих случаях необходимо заменить как минимум дефектные пластины.

Порванная стальная крышка

Порванный алюминиевый корпус

Деформированный корпус

Деформированные плиты

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О СРОКЕ СЛУЖБЫ

ВЯЗКАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ РАБОТА — ПОВЫШЕНИЕ ВЯЗКОСТИ

ВЯЗКАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ РАБОТА – ФУНКЦИЯ СРОК СЛУЖБЫ

Горб — Срок службы

Дифференциал с вискомуфтой, N98-ND11250 — NADA Scientific

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript.