Вискомуфта — Авто-потроха: что у машинок внутри?
Вискомуфта, вязкостная муфта, Viscous coupling unit — механическое устройство, передающее вращающий момент посредством вязкой жидкости. Применяется в разного рода дифференциалах и механических передачах (сама по себе дифференциалом не является). Отличается плавностью срабатывания и неспособностью переносить значительные нагрузки. Фактически срабатывает только при существенной разнице скоростей входного и выходного валов, в нормальном состоянии разомкнута.
Изобретена в 1917 году в США Мелвином Северном, но применения в то время не нашла. Была впервые установлена в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала на автомобиле Interceptor FF английской компании Jensen в 1964 году.
Принцип действия вискомуфты
Вискомуфта принципиально отличается от гидромуфт и гидротрансформаторов тем, что использует вязкость жидкости для передачи момента, в то время как в гидромуфтах для передачи момента используются динамические свойства потока жидкости.
Как следствие, вязкостные муфты менее требовательны к охлаждению (рабочие температуры до 200 градусов Цельсия). Величина передаваемого момента чувствительна к разнице скоростей вращения входного и выходного вала, но почти не зависит от абсолютных значений этих скоростей.
Важно! Компания Nissan применяла собственную конструкцию вискомуфт, основанных на гидравлическом принципе (подобно DPS компании Honda). Про них можно почитать в статье 4WD Nissan.
Конструктивно вискомуфта состоит из множества круглых пластин, имеющих выступы и отверстия. Эти пластины расположены очень близко друг к другу в герметичном корпусе.
В муфте имеются две группы пластин: ведущие, соединенные с ведущим валом, и ведомые — с ведомым. Ведущие и ведомые пластины расположены чередуясь и соосно. Корпус заполнен дилатантной жидкостью, часто созданной на силиконовой основе (жидкостью, вязкость которой возрастает при увеличении деформации сдвига; проще говоря, она сгущается при интенсивном перемешивании).
Когда пластины вращаются с одинаковой частотой, частицы жидкости почти не перемешиваются, и вязкость её невелика — через муфту передаётся крутящий момент. Когда один из валов начинает вращаться быстрее (или медленнее), чем другой, жидкость начинает перемешиваться, её вязкость, в силу дилатантных свойств, начинает прогрессивно возрастать. Жидкость может стать почти твёрдой и эффективно склеить пластины. В результате муфта может передавать больший крутящий момент. Величина момента определяется типом используемой жидкости, размером и количеством пластин, размером и формой отверстий и выступов в пластинах.
В некоторых вязкостных муфтах жидкость аккумулирует тепло, образующееся при вязком трении. Как следствие, жидкость расширяется, и расширение муфты приводит к прижатию пластин друг к другу, что увеличивает трение (не вязкое) между ними.
Изменение передаваемого вискомуфтой крутящего момента (М) в зависимости от разницы в числе оборотов (Δn) ее дисков.
Две кривые на графике соответствуют изменившейся в зависимости от температуры вязкости Θ силиконовой жидкости:
Конструкция вискомуфты
Преимущества и недостатки вискомуфты
Плюсами вискомуфты являются ее простота, необслуживаемость, плавность срабатывания.
Минусами вискомуфты являются ее склонность к перегреву в тяжелых условиях, неспособность переваривать серьезные нагрузки, значительные размеры. Т.к. степень блокировки прямо зависит от диаметра дисков, бОльшая степень блокировки требует бОльших размеров вискомуфты.
Отдельным недостатком вискомуфты при ее применении в полноприводной трансмиссии является невозможность ее принудительной разблокировки и потому трудность сопряжения с системой ABS (невозможность принудительно разблокировать дифференциал резко усложняет работу ABS).
Важно, что сама по себе вискомуфта не определяет тип полного привода и его эффективность и может применяться как в «недоприводах» вроде Syncro, так и в супер-приводах типа SuperSelect.
Эффективность определяется тем, как применена вискомуфта. Есть простой принцип:
- если одна ось подключена постоянно, а вторая через вискомуфту — привод «плохой»;
- если обе оси подключены постоянно, а вискомуфта стоит между ними — привод «отличный».
Важно, что применение вискомуфты не ограничено межосевым дифференциалом:
- На автомобиле Subaru Rex Twin Visco в задней оси были установлены сразу две вискомуфты, которые соединяли полуоси с главной передачей и одновременно выполняли функции дифференциала повышенного трения задней оси и включения привода на нее.
- На Nissan Pulsar 4WD конструкторы установили сразу три вискомуфты: одна включала привод на заднюю ось, а две других осуществляли блокировку переднего и заднего межколесных дифференциалов.
Проверка работоспособности вискомуфты (Volkswagen)
Тест осуществляется на беговых барабанах. Машину (в данном примере — автомобиль с подключаемым полным приводом, в котором передняя ось подключена постоянно, а задняя через вискомуфту) ставят передними колесами на барабаны.
Поскольку по итогам теста машина должна внезапно съехать вперед с барабанов, перед машиной должно быть обеспечено большое свободное пространство. Никто не должен стоять перед машиной!
- На 1й передаче поднимаем обороты до 1500 об/мин. Вискомуфта не должна блокироваться, автомобиль должен оставаться на барабанах.
- При повышении оборотов выше 1500 об/мин муфта должна немедленно заблокироваться и автомобиль должен съехать с барабанов.
- Если между 1500 и 2500 об/мин блокировки не происходит, значит, вискомуфта неисправна и требуется ее замена.
Поскольку при постоянном полном приводе, блокируемом в центре вискомуфтой, критерии блокировки другие, то данный тест для постоянного 4WD не подходит.
Первоисточники
Устройство вискомуфты вентилятора охлаждения
Статья про вискомуфту — что это такое, функции, плюсы и минусы, разновидности, ремонт. В конце статьи — видео о том, как проверить и починить вискомуфту.
Содержание статьи:
- Общая информация о вискомуфте
- Принцип работы и предназначение
- Разновидности вискомуфт
- Сферы применения вискомуфты
- Минусы вискомуфты
- Как ремонтировать вискомуфту
- Видео о том, как проверить и починить вискомуфту
Любой автомобиль представляет собой сложнейшую конструкцию, состоящую из множества узлов и компонентов. Со временем они начинают стареть и перестают справляться с базовыми задачами, что заставляет владельцев транспортных средств отправлять машину на ремонт.
В качестве примера можно взять вискомуфту вентилятора, которая предназначается для избирательной передачи и напрямую воздействует на крутящий момент
Общая информация о вискомуфте
Одним из наиболее важных узлов автомобиля является вращающаяся вискомуфта, внутри которой расположены чередующие перфорированные пластины с вязкой жидкостью.
В продаже имеется масса типов таких конструкций с различными рабочими свойствами и особенностями, но общий принцип их работы остается аналогичным.
От гидромуфты и гидротрансформатора такая деталь отличается специфическим принципом действия. В первую очередь, здесь задействован другой способ передачи крутящего момента, который основывается на воздействии специальной вязкой жидкости, расположенной во внутреннем пространстве конструкции.
Первые упоминания о вискомуфте появились в 1917 году, но в те времена она не сумела обрести широкое распространение, т.к. не имела многих нынешних преимуществ. Только в 1964 изделие существенно усовершенствовали и стали поставлять в массовую продажу. В 60-х годах прошлого века эти изобретения начали появляться в межколесных дифференциалах на полноприводных легковых машинах.
Принцип работы и предназначение
Чтобы разобраться с принципом работы вискомуфты, необходимо тщательно ознакомиться с ее конструкцией. Все ее детали закреплены в одном герметичном корпусе, который содержит два ряда дисков, соединенных посредством ведомого и ведущего вала.
Каждый ряд оснащен отверстиями и выступами с небольшим расстоянием друг от друга. Внутри вискомуфты протекает жидкость с повышенной вязкостью, состоящая из силиконовых добавок. Ее характеризует особый состав, позволяющий эффективно обслуживать приводную систему и обеспечивать требуемый крутящий момент.
Одним из уникальных свойств жидкости является увеличение вязкости при возрастании интенсивности перемешивания. Подобное значение может расти при нагреве системы. Если машина передвигается со стабильной скоростью, диски вращаются равномерным образом, при этом масляная основа между ними не смешивается. Но если между движением валов замечается какая-либо разница, это заметно сказывается на интенсивности вращения рабочих элементов. По мере роста вязкости, силикон начинает воздействовать на крутящий момент. В конечном итоге он приобретет другое состояние и практически станет твердым.
Разновидности вискомуфт
На рынке автомобильных запчастей можно встретить две основные разновидности вискомуфт:
- Первый тип отличается постоянным объемом дилетантной жидкости.
- Второй тип имеет разный объем силикона, который меняется в зависимости от внешнего воздействия.
Вискомуфты первого типа задействуются для самоблокирующихся дифференциалов в коробке передач, включая автоматические полноприводные системы. Их применяют во внутренних охладительных системах.
Если деталь работает в обычном режиме со средними нагрузками, а автомобиль перемещается по качественному дорожному покрытию, значения угловых скоростей двух осей остаются одинаковыми. Вращение дисков муфты осуществляется практически равномерно, а крутящий момент от двигателя к ведомой оси передается с минимальной нагрузкой. В результате транспортное средство может работать как на полном приводе, так и на заднем.
Но если машина попадает на пересеченную местность или едет по льду и грязи, равномерность вращения серьезно снижается, а вязкость силикона существенно растет. Таким образом происходит увеличение передачи крутящего момента на вторую ось. В некоторых случаях показатель передачи мощности достигает 100-процентного уровня.
При этом вязкостная муфта не может заменить полноценный дифференциал, который перераспределяет крутящий момент силовой установка на обе оси. Применять такую конструкцию целесообразно на неровных покрытиях и пересеченной местности. Также она будет оправдана при езде:
- по гололеду;
- городским улицам;
- влажной трассе.
Если езда осуществляется по полному бездорожью, муфта должна срабатывать моментально. в противном случае система передачи крутящего момента выйдет из строя, что повлечет за собой необходимость проведения дорогого и сложного ремонта.
В большинстве современных машин с «автоматом» вискомуфты работают в так называемом «предстартовом режиме». Он характеризуется равномерной передачей 5-15% мощности мотора на ведомую ось, что негативно сказывается на времени реакции узла.
Сферы применения вискомуфты
Раньше существовало две сферы применения вискомуфт, но сегодня их число сократилось до одной. В недалеком прошлом подобный механизм предназначался для комплексного охлаждения двигателя, что возможно при закреплении на штоке специальной вискомуфты с вентиляционным прибором.
Ее движение обуславливается коленчатым валом автомобиля, к которому проложен ремень. В зависимости от скорости вращения двигателя жидкость обретает разную густоту и получает жесткую связь с вентилятором.
При снижении оборотов сильного смешения не происходило, т.е. если присутствовали проскальзывания, процесс охлаждения системы был недостаточно хорошим. Применять изделие в качестве полноценного элемента охладительной системы целесообразно только в холодную зимнюю пору, когда мотор не сильно прогрет ему нужно обеспечить дополнительное охлаждение.
Более востребованной сферой применения является обеспечение автоматического подключения полноприводной системы.
Изделие пользуется большим спросом из-за следующих преимуществ:
- доступная цена;
- практичное применение;
- универсальность.
Однако кроме плюсов у вискомуфт имеются и недостатки.
Минусы вискомуфты
Одним из наиболее существенных минусов вискомуфты является ее «одноразовость». В большинстве случаев деталь не подлежит ремонту, да и сами ремонтные работы требуют больших усилий и финансовых вложений, поэтому автомобилисты рассматривают вариант покупки новой детали.
Кроме того, нельзя выполнять подключение привода вручную, а его эффективность довольно низка.
Максимальный крутящий момент передается лишь при сильном торможении.Большинство моделей вискомуфт обладают небольшими размерами, поэтому при расположении в нижней части системы появляется ограничение передачи крутящего момента на заднюю ось.
Такое приспособление не способно работать в течение долгого времени и выдерживать внушительные нагрузки. В противном случае оно быстро деформируется и станет непригодным для дальнейшего использования. Продолжительная езда по бездорожью, грязи или льду приведет к тому, что вискомуфта выйдет из строя и будет нуждаться в замене.
Как ремонтировать вискомуфту
Если двигатель начинает перегреваться и сильно шуметь при работе на высоких оборотах, не нужно спешить заменять вискомуфту. Если правильно подойти к такой проблеме, ее можно устранить малыми силами. Зачастую поломка происходит при утечке масла из основания конструкции, что требует повторного залития силикона. Для решения проблемы нужно осторожно изъять деталь с насоса, а после выполнить ее разборку. На круглом диске элемента должна присутствовать пластина с пружиной, под которой расположено отверстие для масляной основы.
Чтобы предотвратить поломку изделия, необходимо соблюдать осторожность при демонтаже штифта. Затем следует приступить к добавлению смазки, для чего лучше задействовать шприц. Важно отметить, что при выполнении такой задачи вискомуфту лучше размещать горизонтально. С помощью шприца можно взять 15-20 мл жидкости, и медленно поместить ее во внутрь.
Через несколько минут силикон должен плотно проникнуть в вискомуфту и обрести достаточно твердое состояние.
В конечном итоге нужно провести очистку поверхности конструкции от излишка силикона и выполнить повторный монтаж детали.
Еще одной распространенной причиной повреждения вискомуфты считается деформация подшипников. Первым симптомом подобной неисправности является интенсивный шум. Для ремонта изделия его нужно демонтировать, открутив три фиксирующие болта. В таком случае конструкция легко отсоединится из отсека двигателя. После изъятия муфты и слития силикона можно начинать процедуру замены подшипников.
Особых сложностей в решении такой задачи нет, но чтобы упростить задачу, рекомендуется воспользоваться специальным съемником. Такой инструмент имеется в каждом гараже. При использовании подручных средств можно вовсе повредить узел и доставить себе дополнительные хлопоты в виде недешевого ремонта. Завершив установку нового подшипника, остается повторно собрать деталь и запустить двигатель.
Также при выполнении ремонта нельзя забыть о заливе нового силикона, которая сливалась перед ремонтом.
Если муфта «ведет себя неправильно», не нужно спешить покупать новое изделие, ведь, возможно, проблема кроется в незначительной поломке, которая быстро решается своими руками. И для этого не обязательно обладать особыми навыками и умениями.
Единственной проблемой при ремонте бывает сложность поиска инструмента для изъятия старого подшипника. Если его нет в гараже, можно одолжить у друзей или приобрести в автомастерской. Остальные детали и расходные элементы доступны во всех автомобильных магазинах.
Также важно избегать применения грубой физической силы, ведь диск муфты характеризуется уязвимостью к интенсивным воздействиям и может выйти из строя при малейшей нагрузке. В таком случае последствия будут необратимыми и придется полностью менять устройство.
Заключение
В основном, понять принцип работы вискомуфты несложно даже начинающему автомобилисту. То же самое касается ремонтных работ и обслуживания детали, которые не требуют специфических навыков или профессионального опыта.
Достаточно следовать простой инструкции и учитывать рекомендации специалистов.
Видео о том, как проверить и починить вискомуфту:
Устройство и принцип действия автомобильных технологий, узлов и агрегатов
Муфта вентилятора охлаждения служит для обеспечения необходимого теплового режима двигателя путем автоматического регулирования степени его охлаждения. При изменении температуры потока воздуха за радиатором, муфта изменяет частоту вращения вентилятора.
Существуют различные типы таких муфт: вязкостные, гидравлические, фрикционные, электромагнитные, упругие.
Принцип действия муфты вентилятора
При жестком соединении крыльчатки охлаждающего вентилятора с каким-либо валом двигателя охлаждение было бы либо недостаточно эффективно на малых оборотах (перегрев), особенно в холодную погоду, либо избыточно эффективно на высоких оборотах (недогрев). Поэтому, для регулировки интенсивности потока воздуха, проходящего через радиатор, между валом (шкивом) и крыльчаткой вентилятора устанавливают управляющую муфту. Задача муфты — обеспечить проскальзывание крыльчатки относительно вала и тем самым снижать эффективность охлаждения, когда она не нужна.
При низкой температуре скорость вращения вентилятора минимальна, что позволяет двигателю быстрее прогреваться и заодно снижает шум от крыльчатки. По мере роста температуры обороты вентилятора также будут нарастать.
На автобусах «Икарус» устанавливали фрикционную муфту вентилятора с пневматическим приводом (своего рода сцепление). Регулирование включения и отключения здесь осуществляется сжатым воздухом, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. На легковых автомобилях, на некоторых грузовиках в приводе вентилятора стоит вязкостная или электромагнитная муфта.
При всех технических новациях в приводах вентиляторов двигатели внутреннего сгорания до сих пор крайне неэффективны в вопросах охлаждения (на охлаждение тратится до 30% энергии топлива, при общем КПД около 34% у бензиновых ДВС и около 50% у дизельных).
Вискомуфта вентилятора
Вискомуфта вентилятора неразборная, и поэтому не нуждается в техническом обслуживании во время эксплуатации.
Она обеспечивает плавное изменение оборотов вентилятора.
Ротор муфты жестко крепится на валу (в случае Toyota — на шкиве насоса охлаждающей жидкости). По окружности диска ротора нарезаны косые зубья, которые выполняют роль насоса для перекачки масла. Корпус муфты в сборе (корпус подшипника и передняя крышка) вращается вокруг ротора на подшипнике.
С обеих сторон ротора установлены пластины, отделяющие рабочие камеры от резервуаров. Передняя (с впускными каналами A и B и возвратным каналом) закреплена на крышке ротора, задняя (с возвратным каналом) — на корпусе подшипника.
1 — биметаллическая пружина, 2 — биметаллическая пластина, 3 — впускной канал B, 4 — впускной канал A, 5 — передняя камера, 6 — возвратный канал, 7 — возвратный канал, 8 — задняя камера, 9 — передний резервуар, 10 — зубья ротора, 11 — корпус подшипника, 12 — вал ротора, 13 — корпус подшипника, 14 — задний резервуар, 15 — задняя делительная пластина, 16 — ротор, 17 — передняя делительная пластина, 18 — передняя крышка.
Рабочие камеры представляют собой «лабиринты», образованные ребрами на роторе и на делительных пластинах. Момент передается от ротора к корпусу за счет «внутреннего трения» в силиконовом масле. Биметаллическая пружина, установленная с внешней стороны корпуса муфты, перемещает пластину, открывая и закрывая впускные каналы и регулируя перетекание масла в зависимости от температуры воздуха.
Работа вискомуфты вентилятора
1. Холодный воздух. При вращении ротора его зубья через возвратные каналы «откачивают» в передний резервуар масло из обоих камер и заднего резервуара. В результате его количество в камерах падает, передача усилия через жидкость уменьшается и частота вращения вентилятора становится значительно ниже частоты вращения ведущего ротора.
2. Теплый воздух. Под действием центробежной силы масло из переднего резервуара вытесняется в переднюю камеру через открывшийся впускной канал A. «Вязкое трение» между ротором и передней пластиной возрастает, а разница в частоте вращения уменьшается.
3. Горячий воздух. Открываются оба впускных канала, после чего масло поступает в обе рабочих камеры. Объем жидкости в них и «трение» максимальны, так что максимальна и передача вращения через муфту.
Поскольку управление оборотами происходит за счет изменения объема силиконового масла в полостях муфты, то его утечка неизбежно ведет к снижению скорости вращения вентилятора и возможному перегреву двигателя.
Часть муфт ранней конструкции не имела заднего резервуара. Поскольку после остановки двигателя масло стекает в нижнюю часть муфты, то здесь его уровень в камерах значительно увеличивался и сразу после запуска двигателя, когда «трение» между ротором и пластинами достаточно велико, частота вращения вентилятора нарастала слишком сильно. При наличии заднего резервуара уровень жидкости в камерах на заглушенном двигателе оказывается ниже, а после запуска падает быстрее — в результате снижается уровень шума от вентилятора.
Электромагнитная муфта вентилятора
Электромагнитная муфта — самая простая по конструкции и имеет возможность полностью выключать вентилятор (размыкать вал).
Минусом электромагнитной муфты является невозможность плавного включения (наличие лишь двух состояний, включено-выключено).
Муфта состоит из электромагнита, который установлен на ступице вентилятора. Ступица соединена пластинчатой пружиной с якорем, который свободно вращается вместе с ней на подшипнике. Тепловое реле срабатывает при достижении температуры охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора, значения 85-90° С. Контакты реле замыкаются, в катушку поступает электрический ток, под действием которого она притягивает к себе якорь, и ступица вместе с вентилятором начинает вращаться. Если температура охлаждающей жидкости понижается до 80-85° С, то контакты теплового реле размыкаются и вентилятор отключается.
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.
Принцип действия вискомуфты
Внешний вид вискомуфты и ее принцип работы позволит понять приведенный рисунок.
Пространство внутри корпуса заполнено вязкой жидкостью, чаще всего изготовленной на основе силикона.
Отличительными особенностями этой жидкости, позволяющими использовать ее для работы в составе вискомуфты, являются:
- увеличение вязкости, сгущение при интенсивном перемешивании;
- значительный коэффициент расширения при нагреве.
Когда движение автомобиля происходит равномерно, диски вращаются с равной скоростью и жидкость между дисками не перемешивается. При появлении различий в скорости вращения валов (ведомого и ведущего), также начинает различаться скорость вращения дисков, из-за чего вязкость жидкости возрастает и она работает на передачу крутящего момента к ведомому валу от ведущего.
При значительной разности скоростей вращения дисков, вязкость жидкости возрастает настолько, что вискомуфта блокируется и приобретает свойства, характерные для твердого тела. Дополнительную информацию о том, как работает вискомуфта, поможет получить из видео
Как работает вискомуфта в трансмиссии?
Одно из основных применений вискомуфты – в системе полного привода и трансмиссии вообще. Как это выглядит – поясняет рисунок
Устройство полного привода с использованием вискомуфты основано на том, что задний мост подключается только при необходимости. В обычных условиях такой автомобиль является переднеприводным, но когда возникает разница в угловых скоростях вращения колес разных мостов, срабатывает вискомуфта, и момент начинает распределяться между различными мостами.
Фактически, это получается самоблокирующийся автоматический межосевой дифференциал. В такой ситуации, когда начинают пробуксовывать колеса, водителю не нужно предпринимать никакие действия. Однако стоит иметь в виду, что подобный подключаемый полный привод имеет ограниченное применение.
Он хорошо работает на плохой дороге, при гололеде, в городе, но не подходит для настоящего бездорожья.
Причиной этого является запаздывание срабатывания вискомуфты при постоянной смене сцепления колес с покрытием, ее перегрев, и, в конце концов, выход из строя. Кроме обеспечения полного привода, подобное устройство может быть использовано для разгрузки колеса при прохождении поворотов. Понять, как происходит подобное, поможет рисунок
Учитывая такую ответственную роль, которую играет вискомуфта в безопасности движения, а также что она работает в системе полного привода, зачастую требуется проверить ее текущее состояние и работоспособность. Какие для этого необходимо предпринять действия, а также дополнительную информацию о подобных изделиях вы получите из видео
Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения?
Кроме полного привода известны и другие варианты применения вискомуфты – вентилятор радиатора охлаждения может служить одним из таких примеров. Работа подобного устройства, наверное, не требует особого пояснения.
В тех случаях, когда термостат пускает по большому кругу охлаждающую жидкость (ОЖ), она поступает в радиатор, и тогда же должно быть обеспечено включение вентилятора охлаждения. В другое время он должен быть выключен.
Добиться такого режима работы помогает вискомуфта вентилятора. Ее устройство похоже на приведенное выше, только корпус имеет дополнительные емкости для жидкости и оснащен клапаном, обеспечивающим перетекание жидкости. Все это показано на рисунке.
Когда двигатель холодный, вращающиеся диски выдавливают жидкость через открытый клапан в резервную емкость. Сцепление между дисками плохое, и вискомуфта работает с сильным проскальзыванием, обдува радиатора нет, и мотор прогревается. Когда термостат направляет ОЖ в радиатор для охлаждения, он нагревается, теплый воздух от него попадает на биметаллическую пластину, расположенную впереди на корпусе вискомуфты, она выгибается, и вследствие этого перекрывается отверстие клапана.
Жидкости больше некуда уходить, и она остается между дисками, ее вязкость увеличивается, проскальзывание уменьшается, крыльчатка вентилятора блокируется на валу, и поток воздуха поступает на радиатор для его охлаждения.
Это приводит к снижению температуры ОЖ, соответственно снижается температура воздуха, поступающего на биметаллическую пластину, она возвращается в исходное положение, открывается клапан, и жидкость выдавливается в резервную камеру.
вы получите дополнительную информацию о работе такой системы.
Что же касается возможности проверить работу вискомуфты вентилятора, то здесь помощь окажет следующее видео
Эта процедура достаточно простая и понятная. Надо только отметить, что разборку вискомуфты не проводят, в случае если она неисправна, то подлежит только замене.
В работе вискомуфты используется такая характеристика жидкости, как вязкость. Благодаря ее изменению становится возможным реализовать различные режимы работы устройств, зависящие от внешних характеристик. Речь может идти как о создании полного привода, так и об охлаждении радиатора.
Принцип работы и замена подшипника вискомуфты
Вискомуфта используется в различных узлах автомобиля.
Как оказалось, большинство автомобилистов имеют лишь примерное представление об устройстве и ремонте вискомуфты своими силами, часто в ней приходится делать замену подшипника. Давайте познакомимся с принципом работы вязкостной муфты и ее характерными неполадками. Также из этой статьи вы узнаете, как с ними можно справиться в одиночку.
Принцип работы муфты в вентиляторе радиатора
Посмотрите видео и все станет понятно:
Вискомуфта вращает охлаждающий вал благодаря специальной жидкости. Она имеет круглую форму и заполнена смазкой. Эта деталь регулирует работу вентилятора благодаря вращению коленчатого вала, который передаёт энергию на первый вал муфты. По мере ускорения повышается вязкость силикона, в результате чего узел блокируется и начинает крутиться второй вал.
Благодаря высокой надёжности и безопасности вискомфута используется практически на всех моторах.
К примеру, она оснащена специальным защитным механизмом, который блокирует работу узла при случайном попадании руки.
Проверка работоспособности: основные принципы
После длительного простоя машины необходимо проверить вискомуфту на наличие масла. Также рекомендуется протестировать её общую работоспособность, так как эта деталь уязвима к износу. Чтобы проверить работоспособность, обратите внимание на частоту оборотов при холодном и разогретом моторе. Если сначала всё нормально, но затем по мере прогревания двигателя слышатся посторонние шумы, это свидетельствует о неисправных подшипниках.
Замена подшипника вискомуфты на Ауди 100 — обязательно посмотрите видео:
Замена подшипника вискомуфты вентилятора на Мицубиси Паджеро
вентиляторЧтобы начать ремонт вискомуфты, нужно открутить три болта, которые удерживают деталь в моторном отсеке.
После этого сливается масляная жидкость и снимается подшипник с помощью съёмника. Обратите внимание: использование подручных средств вместо специального инструмента может вывести узел из строя.
Ремонт вискомуфты заканчивается установкой нового подшипника и заливанием силиконовой жидкости. Таким образом, основной трудностью при проведении таких манипуляций является поиск съёмника, который продаётся далеко не в каждом специализированном магазине.
Также обратите внимание на следующие два фактора:
- Далеко не каждая вискомуфта имеет отверстие для заливки масла. Если вы новичок, не пытайтесь провести эту процедуру самостоятельно.
- Во время манипуляций с диском запрещено применять силу, так как он может деформироваться и дальнейший ремонт будет невозможен.
Перед тем как приступать к ремонту, необходимо узнать точное название смазывающей жидкости вискомуфты (на случай, если во время манипуляций вы снимете этот защитный слой). После этого:
- Открутите три болта, которые крепят крыльчатку.
- Выкрутите три болта, которые фиксируют крышку.
- Снимите муфту и уберите верхний диск, блокирующий работу вентилятора.
- Сточите развальцовку на валу.
Крышка
- Сточите подшипник, чтобы предотвратить ещё большее повреждение вискомуфты.
- Купите подшипник закрытого типа без видимых шариков.
- Смажьте гнездо герметиком перед посадкой подшипника.
- Соберите и установите в автомобиль.
Вискомуфта полного привода. Принцип работы
В герметичном корпусе располагаются два ряда дисков связанных с ведомым, или с ведущим валом. Ведущие и ведомые диски расположены вперемешку. Пространство внутри корпуса заполнено вязкой силиконовой жидкостью. Жидкость сгущается при неравномерном вращении валов, что приводит к передаче крутящего момента.
Замена подшипника вискомуфты на Toyota RAV4
Проблемный подшипник звучит так:
новый подшипник муфтыНеисправный подшипник является частой причиной обращений в сервис.
Всему виной влага, которая попадает в корпус и выводит из строя узел. Такую неисправность можно определить по характерным неприятным звукам от подшипника.
Для ремонта понадобится яма (подъёмник), подшипник и 2—3 часа свободного времени. Лучше всего новую деталь устанавливать на тонкий слой герметика.
Чтобы обеспечить длительную службу этого узла, нужно:
- ставим муфту на место
Отбиваем муфту от кардана
- Разобраем деталь, выпрессовываем старый подшипник.
- Впрессовываем новый подшипнки, причем его лучше положить на тонкий слой герметика
- Установить штифт и деталь на место.
Подводим итоги
Такое устройство как вискомуфта не только регулирует работу вентилятора охлаждения, но и используется в трансмиссии для передачи крутящего момента на проскальзывающие колеса. Для её ремонта необходимо приобрести новый подшипник, силиконовую смазку и съёмник. Во время манипуляций необходимо быть осторожным, чтобы не повредить диски.
Если это произошло, потребуется полная замена узла. Самостоятельная замена подшипников обойдётся вам гораздо дешевле, чем услуги СТО. Дело в том, что большинство дилеров просто устанавливают новый узел, который стоит в десятки раз больше.
Влияние вязкой муфты, используемой в качестве дифференциала ограниченного трения переднего привода, на тягу и управляемость автомобиля
Образец цитирования: Хухткоттер Х. и Таурег Х. «Влияние вязкой муфты, используемой в качестве дифференциала ограниченного трения переднего колеса, на тягу и управляемость автомобиля», Технический документ SAE 940875, 1994 г., https: // doi.org/10.4271/940875.Загрузить Citation
Автор (ы): ЧАС.Хухткеттер, Х. Таурег
Филиал: GKN Viscodrive GmbH
Страницы: 12
Событие: Международный конгресс и выставка
ISSN: 0148-7191
e-ISSN: 2688-3627
Также в: Концепции динамики и моделирования транспортных средств-SP-1016, Транзакции SAE 1994: Журнал легковых автомобилей-V103-6
Патент США на Патент на вязкую муфту (Патент № 6,668,993, выдан 30 декабря 2003 г.
) Уровень техники Изобретение относится к вязкостной муфте с двумя частями, которые могут вращаться относительно друг друга вокруг общей продольной оси.Эти две части образуют кольцевую камеру, заполненную очень вязкой жидкостью. Первые соединительные пластины соединены с первой из частей для вращения с ней. Вторые соединительные пластины соединены со второй из частей, и оба набора пластин расположены попеременно в продольном направлении. Вторые соединительные пластины также расположены так, чтобы чередоваться с зажимными кольцами во второй из частей, и зажимные кольца, в свою очередь, соединены со второй из частей для вращения с ней.Осевое регулирующее устройство действует на вторые соединительные пластины и зажимные кольца и фиксирует их в осевом направлении относительно друг друга и второй из частей.
Известно использование вязкостной муфты в трансмиссии автомобиля с постоянно ведущей первой осью и, возможно, с ведомой второй осью, при этом части муфты соединены с входным концом и с выходным концом в ведущей трансмиссии.
ко второй оси.
В вышеупомянутом отношении известно сочетание вязкостной муфты со свободно управляемым переключающим устройством, которое посредством осевого регулирующего устройства соединяет один набор соединительных пластин, чередующихся с зажимными кольцами в соответствующей части муфты, с деталью. муфты или отсоединяет ее оттуда.
DE 40 36 230 C2 и DE 41 07 240 C2 описывают произвольно выбираемые рабочие параметры, от которых зависит такое переключение. Уже внесено несколько предложений по созданию такого регулирующего устройства.
Также известно комбинирование вязкостной муфты с узлом свободного хода, который имеет блокирующий эффект, если входной конец ведет относительно выходного конца. Вязкостная муфта разъединяется, если выходной конец ведет относительно входного конца, когда автомобиль движется вперед.Это невыгодно, поскольку во время реверсирования, т.е. когда направление вращения меняется на противоположное, узел свободного хода разъединяет вязкостную муфту, и даже если на первой оси нет сцепления, вторая ось не подключается.
Чтобы преодолеть этот недостаток, необходимо предусмотреть дополнительное переключающее устройство, с помощью которого узел свободного хода может перекрываться во время реверсирования.
DE 197 30 714 A1 предлагает блок передачи энергии с двумя соединительными частями, которые могут вращаться относительно друг друга, в виде фрикционной муфты, в которой первый блок создания силы давления для приведения в действие фрикционной муфты образован гидравлическим импульсным устройством и второй блок создания силы давления для приведения в действие фрикционной муфты образован узлом шар / аппарель с двумя наклонными дисками, которые могут вращаться относительно друг друга.Узел шарик / аппарель приводится в действие путем торможения одного из двух дисков аппарели, вращающихся вместе с одной из частей муфты. Это тормозное действие достигается дополнительной фрикционной муфтой, которая бесконтактно приводится в действие электромагнитом, который действует между тормозным диском рампы и другой одной из частей муфты.
DE 199 18 411 A1 раскрывает вязкую муфту для передачи энергии между двумя частями муфты, которые могут вращаться относительно друг друга. Вязкая муфта снабжена двумя наборами вязких пластин, которые расположены в кольцевой камере, заполненной вязкой жидкостью, из которых один набор может быть соединен с помощью соединительных пластин с соответствующей частью муфты и отсоединен от нее.Сила давления, приложенная к соединительным пластинам, создается узлом шарик / аппарель с двумя дисками аппарели, которые вращаются относительно друг друга. Узел шар / рампа приводится в действие одним из двух неподвижных дисков рампы, который вращается электродвигателем.
DE 199 02 388 А1 предлагает сочетание вязкой муфты с фрикционной муфтой для передачи энергии между двумя частями муфты, которые могут вращаться относительно друг друга. Вязкая муфта снабжена двумя наборами вязких пластин, которые расположены в кольцевой камере, заполненной вязкой жидкостью, причем каждый набор связан с одной из частей муфты, при этом один из наборов удерживается в держателе пластин, который может быть соединен с соответствующей соединительной частью и отсоединен от нее.
Держатель пластин может быть соединен с соответствующей частью муфты и отсоединен от нее с помощью вспомогательной муфты. Фрикционная муфта и вспомогательная муфта могут приводиться в действие узлом шарик / аппарель, который содержит два вращающихся друг относительно друга диска аппарели и который приводится в действие посредством вращения одного из двух своих неподвижных дисков аппарели с помощью электродвигателя.
DE 196 50 039 А1 предлагает соединительный блок, который состоит из двух соединительных частей, которые могут вращаться относительно друг друга, с фрикционной муфтой, расположенной между двумя соединительными частями, и которая приводится в действие с помощью механизма шарика / аппарели.Механизм шаровой / наклонной поверхности состоит из двух наклонных дисков, которые вращаются вместе с одной из частей муфты и одна из которых может тормозиться с помощью вязкостной муфты. Вязкостная муфта содержит кольцевую камеру, заполненную вязкой жидкостью и содержащую два набора вязких пластин, каждая из которых имеет пластинчатый держатель.
Один из держателей пластин вязкостной муфты соединен с тормозным диском рампы, а другой держатель пластин вязкостной муфты соединен с другой одной из частей муфты.
Целью настоящего изобретения является создание муфты вышеупомянутого типа, которая отличается высокой степенью эксплуатационной безопасности и износостойкости.
Цель достигается тем, что осевое регулирующее устройство состоит из механизма шарика / аппарели с прижимным кольцом, удерживаемым в одной из частей для вращения вместе с ним, и которое может перемещаться в осевом направлении. Свободно вращающееся установочное кольцо, которое может тормозиться относительно другой одной из частей, имеет шарики, расположенные между обоими кольцами, причем шарики удерживаются в наклонных кольцевых канавках на поверхностях колец, обращенных друг к другу.Тормозной узел для установочного кольца содержит вторую вязкостную муфту, имеющую вторую кольцевую камеру, которая заполнена высоковязкой жидкостью, и в которой третьи соединительные пластины соединены с установочным кольцом для вращения с ней.
Четвертые соединительные пластины могут соединяться с другой одной из двух частей и расположены так, чтобы чередоваться в продольном направлении, при этом четвертые соединительные пластины расположены так, чтобы чередоваться со вторыми зажимными кольцами в упомянутой одной из частей. Зажимные кольца, в свою очередь, связаны с возможностью вращения с одной из частей и имеют второе устройство регулировки оси для установочного кольца тормозного узла.
Муфта, сконструированная таким образом, представляет собой вязкую муфту, которая почти не подвержена износу и которая содержит регулирующий механизм, который также характеризуется вязкой муфтой, образующей тормозное устройство для механизма шарика / аппарели. Вторая вязкостная муфта регулируется бесконтактным и малоизнашиваемым образом за счет электромагнитных сил. В обоих узлах вязкой муфты механическое трение возникает только между зажимными кольцами и регулируемыми пластинами муфты с вязкой жидкостью внутри кольцевых камер, что сводит к минимуму степень износа.
Фактические силы сцепления создаются сдвигом жидкости. Сам шаровой / рамповый механизм также отличается малым износом. Выбор крутого угла наклона шара обеспечивает быстрое размыкание вискомуфты. Это часто требуется для обеспечения совместимости вязкостной муфты в продольной трансмиссии с антиблокировочными тормозными системами и системами стабилизации движения.
В качестве альтернативы может быть предусмотрено, что первая часть образована ступицей, а вторая часть — корпусом или что первая часть образована корпусом, а вторая часть — ступицей.В дополнительном усовершенствовании прижимное кольцо соединено со ступицей для вращения вместе с ней, и установочное кольцо может тормозиться относительно корпуса. В соответствии с другим усовершенствованием второе устройство для регулирования оси может содержать нажимную пластину с электромагнитным смещением во второй кольцевой камере. При этом предпочтительно, чтобы магнитная катушка второго устройства регулировки оси располагалась вне второй кольцевой камеры.
Две кольцевые камеры гидравлически связаны друг с другом.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны ниже и проиллюстрированы на чертеже, на котором:
РИС. На фиг.1 показан первый вариант осуществления изобретения вискомуфты в половинном сечении.
РИС. 2 показан второй вариант реализации вязкой муфты согласно настоящему изобретению в половинном сечении.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ На ФИГ. 1, вязкая муфта согласно настоящему изобретению по существу содержит ступицу 11, составляющую первую часть, и корпус 12, составляющий вторую часть.Обе части герметизированы относительно друг друга уплотнениями 13, 14 и, таким образом, образуют первую кольцевую камеру 16, в которой первые пластины 17 и вторые пластины 18 расположены попеременно. Первые пластины 17 соединены зубчатым венцом 19 ступицы со ступицей для вращения с ней. Вторые пластины 18 расположены так, чтобы чередоваться с зажимными кольцами 20, которые, в свою очередь, удерживаются для вращения вместе с ними на внутреннем зубчатом зацеплении 22 в корпусе 12.
Вторые пластины 18 и зажимные кольца 20 регулируются с помощью механизма шарика / аппарели. 23, который содержит прижимное кольцо 25, которое вместе с ним вращается и смещается в осевом направлении и удерживается на зубчатом зацеплении 19 ступицы, а также установочное кольцо 24, которое может свободно вращаться относительно обеих частей и тормозиться относительно корпуса 12.Установочное кольцо 24 поддерживается на корпусе посредством упорного подшипника 26 и с шариками 27 между двумя кольцами и направляется в кольцевых канавках 28, 29, которые поднимаются по наклонной плоскости. Вязкостная муфта замыкается путем соединения вторых пластин 18 с корпусом 12 с помощью прижимного кольца 25, которое при приведении в действие блокирует вторые пластины 18 и зажимные кольца 20 относительно корпуса, при этом этот узел опирается на первое внутренняя стенка 21 корпуса 12.
Во второй кольцевой камере 30, которая в этом варианте осуществления гидравлически связана с первой кольцевой камерой, расположены третьи пластины 31 и четвертые пластины 32, которые чередуются в осевом направлении.
Третьи пластины удерживаются на внешнем зубчатом зацеплении 33 установочного кольца 24 для вращения вместе с ним и могут перемещаться в осевом направлении. Четвертые пластины расположены так, чтобы чередоваться со вторыми зажимными кольцами 34, которые удерживаются во внутреннем зубчатом зацеплении 22 корпуса 12. Приведение в действие тормозного узла в результате соединения четвертых пластин осуществляется с помощью регулируемой с помощью электромагнитов нажимной пластины 36, которая при приведении в действие блокирует четвертые пластины 32 и вторые зажимные кольца 34 относительно корпуса 12, при этом этот узел опирается на вторую внутреннюю стенку 35 корпуса 12.Нажимные пластины 36 могут притягиваться неподвижным электромагнитом 37, который удерживается в несущем кольце 38, которое, в свою очередь, поддерживается радиальным подшипником 39 на ступице 11. Срабатывание приводит к тому, что четвертые пластины 32 фиксируются на валу. корпус 12, так что четвертые пластины 32, которые ранее вращались вместе с третьими пластинами 31, теперь создают силы сдвига, которые сдерживают установочное кольцо 24, которое, следовательно, вращается относительно прижимного кольца 25.
Прижимное кольцо 25 блокирует зажимное кольцо 25. вторые пластины 18 и зажимные кольца 20 относительно корпуса, в результате чего ранее свободно вращающиеся вторые пластины 18, приводимые в движение первыми пластинами 17, создают силы сдвига, и в результате корпус 12 приводится в движение ступицей 11 за счет сил, возникающих в вязкостной муфте.С другой стороны, когда нажимная пластина 36 отпускается, ступица 11 и корпус 12 разъединяются.
На ФИГ. 2, вязкая муфта согласно настоящему изобретению по существу содержит корпус 41, составляющий первую часть, и ступицу 42, составляющую вторую часть. Две части уплотнены друг относительно друга уплотнениями 43, 44 и, таким образом, образуют первую кольцевую камеру 46, в которой первые пластины 47 и вторые пластины 48 расположены попеременно. Первые пластины 47 соединены внутренним зубчатым венцом 49 с корпусом для вращения с ним.Вторые пластины 48 расположены так, чтобы чередоваться с зажимными кольцами 50, которые, в свою очередь, удерживаются для вращения с ними с помощью зубчатого зацепления 52 ступицы 42.
Вторые пластины 48 и зажимные кольца 50 регулируются с помощью механизма шарика / аппарели. 53, который содержит прижимное кольцо 55, которое может перемещаться в осевом направлении и удерживается на зубчатом зацеплении 52 ступицы для вращения вместе с ним, а также установочное кольцо 54, которое может свободно вращаться относительно обеих частей и тормозиться относительно корпуса 41.Установочное кольцо 54 поддерживается на корпусе посредством упорного подшипника 56 и шариков 57 между двумя кольцами и направляется в кольцевых канавках 58, 59, которые поднимаются по наклонной плоскости. Вязкостная муфта замыкается путем соединения вторых пластин 48 со ступицей 42 с помощью прижимного кольца 55, которое при приведении в действие блокирует вторые пластины 48 и зажимные кольца 50 относительно ступицы 42, при этом этот узел опирается на первая внутренняя стенка 51 корпуса 42. Во второй кольцевой камере 60, которая в этом варианте осуществления гидравлически связана с первой кольцевой камерой, расположены третьи пластины 61 и четвертые пластины 62, которые расположены так, что чередуются в осевом направлении, с третьи пластины 61 удерживаются на внешнем зубчатом зацеплении 63 установочного кольца 54 для вращения вместе с ним с возможностью осевого смещения.
Четвертые пластины 62 расположены так, чтобы чередоваться со вторыми зажимными кольцами 64, которые удерживаются во внутреннем зубчатом зацеплении 49 корпуса 41. Приведение в действие тормозного узла в результате соединения четвертых пластин 62 осуществляется за счет давления, регулируемого электромагнитным способом. пластина 66, которая при приведении в действие блокирует четвертые пластины 62 и вторые зажимные кольца 64 относительно корпуса 41, при этом этот узел опирается на вторую внутреннюю стенку 65 корпуса 41. Прижимная пластина 66 может притягиваться неподвижным электромагнит 67, который удерживается в опорном кольце 68, которое поддерживается радиальным подшипником 69 на ступице 42.Приведение в действие приводит к тому, что четвертые пластины 62 блокируются с корпусом 41, так что четвертые пластины 62, которые ранее вращались вместе с третьими пластинами 61, теперь создают силы сдвига, которые сдерживают установочное кольцо 54, которое, следовательно, вращается относительно прижимное кольцо 55.
Прижимное кольцо 55 блокирует вторые пластины 48 и зажимные кольца 50 относительно ступицы 52, в результате чего ранее свободно вращающиеся вторые пластины 48, приводимые в движение первыми пластинами 47, создают силы сдвига и, как в результате корпус 41 приводится в движение ступицей 41 за счет сил, создаваемых вязкостной муфтой.С другой стороны, когда нажимная пластина 36 отпускается, ступица 42 и корпус 41 разъединяются.
| Данные о продажах автомобилей | Отфильтруйте данные для поиска по стране, OEM, модели. Доступны загрузки в формате Excel. |
|---|---|
| Данные о производстве автомобиля | Отфильтруйте данные поиска по стране, OEM, модели. Доступны загрузки в формате Excel. |
| График выпуска моделей | Планы моделей для основных международных производителей оборудования на ближайшие 5 лет |
| CASE (автономный / электрический) | Целью публикации является обновление данных для каждого полного изменения модели и вспомогательной модели изменение для 500 основных моделей HV, PHV, EV и FCV. |
| Отчеты по рынку и технологиям | Сфокусированные отчеты по производителям оригинального оборудования, регионам, тенденциям в технологиях, выставкам и автосалонам и т. Д. |
| Информация о заводах OEM | Получите данные о произведенных моделях, производственных номерах, производственных мощностях для отдельных заводов OEM-производители по всему миру. Отфильтруйте данные по OEM, странам и используйте функцию карты для отслеживания заводов OEM. |
| Информация о доле на рынке и цепочке поставок для отдельных деталей | Поиск данных по более чем 300 категориям деталей о том, кто поставляет детали для той или иной модели. Доля рынка для отдельных деталей |
| База данных поставщиков | ・ Поиск данных из базы данных более чем 50 000 поставщиков ・ Фильтрация поставщиков по категориям деталей, региону. Отслеживайте местоположение поставщика с помощью функции карты. |
| 400 ведущих поставщиков | ・ Подробные отчеты по основным поставщикам первого уровня. Эксклюзивное освещение основных автомобильных выставок с фотографиями экспонатов и деталями продукции |
| Нормы | ・ Экологические нормы основных стран (выбросы, нормы CO2) ・ Ежемесячные обновления FMVSS 、 ЕЭК ООН |
| Глобальные новости | Новости автомобильной отрасли с основных рынков (основное внимание уделяется OEM-производителям, поставщикам, региональной автомобильной политике, нормативам и т. Д.) |
| Поиск поставщиков | ・ Поиск поставщиков из базы данных, включая поставщиков механической обработки, поставщиков сырья, поставщиков системных решений (поставщиков CAD / CAM) и т. д., аутсорсинговые поставщики разработки |
Вязкостная муфта в двухфазном потоке в пористой среде и ее влияние на относительную проницаемость
Aris, R., 1962, Векторы, тензоры и основные уравнения механики жидкости , Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.
Google Scholar
Азиз К. и Сеттари А., 1979, Petroleum Reservoir Simulation , издательство Applied Science Publishers, Лондон.
Google Scholar
Бир, Дж., 1972, Динамика жидкостей в пористых средах , American Elsevier, Нью-Йорк.
Google Scholar
Хейба А.А., Дэвис Х.Т. и Скривен Л.Э., 1983, Влияние смачиваемости на относительную проницаемость двух фаз и капиллярное давление, SPE 12172, SPE Fall Meeting, Сан-Франциско.
Калайджян Ф., 1990, Происхождение и количественная оценка связи между относительной проницаемостью для двухфазных потоков в пористой среде, Транспорт в пористой среде 5 , 215–229.
Google Scholar
Леверетт, М.С., 1939, Течение водонефтяных смесей через рыхлые пески, Пет. Пер. AIME 132 , 149–169.
Google Scholar
Левич В.Г., 1962, Physicochemical Hydrodynamics , Prentice-Hall, Englewoood Cliffs, N.J.
Google Scholar
Лин, К. Ю. и Слэттери, Дж. К., 1982, Трехмерная рандомизированная сетевая модель для двухфазного потока через пористую среду, AIChE J. 28 , 2, 311–324.
Google Scholar
Мейсон Г. и Морроу Н. Р., 1987, Конфигурации и кривизны мениска в неосесимметричных порах открытого и закрытого однородного поперечного сечения, Proc. R. Soc. Лондон. A 414 , 111–133.
Google Scholar
Одех А.С., 1959, Влияние соотношения вязкости на относительную проницаемость, Пет.Пер. AIME 216 , 346–353.
Google Scholar
Peaceman, D. W., 1977, Основы численного моделирования коллектора , Эльзевир, Нью-Йорк.
Google Scholar
Ransohoff, T.C. и Radke, C.J., 1988, J. Colloid Interface Sci. 121 (2), 392–401.
Google Scholar
Роза, W., 1990, Коэффициенты связи для двухфазного потока в поровых пространствах простой геометрии, Транспорт в пористой среде 5 , 97–102.
Google Scholar
Скривен, Л. Э., 1960, Динамика границы раздела жидкостей, Chem. Англ. Sci. 12 , 98–108.
Google Scholar
Сингхал А. К. и Сомертон В. Х., 1970, Двухфазный поток через некруглый капилляр при низком числе Рейнодля, Дж.Может. Домашний питомец. Technol. (июль – сентябрь), 197–205.
Google Scholar
Слэттери, Дж. К., 1972, Импульс, энергия и массоперенос в сплошной среде , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк.
Google Scholar
Стодт, Т. Дж. И Слэттери, Дж. К., 1984, Влияние межфазной вязкости на смещение, AIChE J. 30 (4), 564–568.
Google Scholar
Васан, Д.Т. и Мохан В., 1977, Межфазные реологические свойства границ раздела флюидов, содержащих поверхностно-активные вещества, в Д. О. Шах и Р. С. Шехтер, (редакторы), Повышение нефтеотдачи за счет поверхностно-активного вещества и заводнения полимеров , Academic Press, Нью-Йорк.
Google Scholar
Уитакер С., 1986a, Течение в пористой среде I: теоретический вывод закона Дарси, Транспорт в пористой среде 1 , 3–25.
Google Scholar
Whitaker, S., 1986b, течение в пористой среде II: основные уравнения несмешивающегося двухфазного потока, Перенос в пористой среде 1 , 105–125.
Google Scholar
Юстер С. Т., 1951, Теоретические соображения многофазного потока в идеализированных капиллярных системах, Proc. Третий Мировой нефтяной конгресс, Раздел II , 437–445.
ТОРМОЗНАЯ ВЯЗКАЯ МУФТА АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Настоящее изобретение в целом относится к автомобильной технике и, в частности, к вязкостной муфте на основе тормоза.
Патент США. В US 4337840 раскрыто устройство полного привода для вездеходов, использующее обычный дифференциал для колес задней оси и отдельные устройства для каждого отдельного переднего управляемого колеса.
Патент США. В US 4650 028 раскрыто устройство сцепления задней оси на вязкой жидкости для транспортного средства с передним расположением двигателя, имеющего переднюю трансмиссию, соединенную с приводом с его передней парой колес.
Патент США. В US 4919006 описан вязкостный дифференциал повышенного трения, в котором корпус зубчато соединен с ведущей осью и вращается вместе с ней.
Патент США. US 4940123 раскрывает вязкую муфту, способную предотвращать уменьшение крутящего момента, получаемого за счет силы сдвига.
Патент США. В US 4989476 раскрыто устройство передачи крутящего момента для передачи крутящего момента за счет использования вязкости жидкости.
Патент США. В US 5079708 раскрыт механизм для улучшения способности автомобиля считывать данные поворотов, который распределяет крутящие моменты, приложенные к колесам.
Патент США. В US 5 279 402 раскрыто устройство свободного хода, в котором внешний компонент свободного хода и внутренний компонент свободного хода соединены в главном направлении передачи крутящего момента посредством фиксирующих элементов.
Патент США. В US 5314039 раскрыт приводной узел для полноприводного транспортного средства, который во время движения вперед
Патент США. В US 5,474,369 раскрыта система управления тормозным усилием, способная независимо управлять тормозными силами тормозов передних колес и тормозов задних колес.
Патент США. В US 6481806 раскрывается система управления тормозами транспортного средства, обеспечивающая коррекцию недостаточной поворачиваемости за счет увеличения дифференциального тормозного давления.
Патент США. В US 7165644 раскрыт способ управления автомобильным транспортным средством, имеющим радиус поворота, который включает в себя определение крутящего момента на ручном колесе и включение тормозного управления в зависимости от крутящего момента на ручном колесе.
Опубликованная заявка на патент США 2001/0006137 раскрывает вязкостную муфту, имеющую две вращающиеся части в виде ступицы и корпуса для передачи крутящего момента между вращающимися частями, вызванного положительной разностью скоростей между вращающимися частями.
Опубликованная заявка на патент США № 2005/0240332 раскрывает коррекцию целевого пути транспортного средства в соответствии с окружающей средой, окружающей транспортное средство, во время парковки.
Опубликованная заявка на патент США №2006/0124374 раскрывает устройство для управления движущей силой транспортного средства с использованием тормозов для ограничения работы дифференциала.
В обычных трансмиссиях автомобиля используется дифференциал для управления распределением крутящего момента на ведущие колеса. На полноприводных автомобилях эта ситуация усугубляется тем, что, скорее всего, имеется три дифференциала. Один для передней и задней оси и один для трансмиссии на раздаточной коробке. Эти дифференциальные пакеты большие и тяжелые. Это занимает ценное пространство внутри шасси для упаковки компонентов и увеличивает вес транспортного средства, что может повлиять на его характеристики, транспортабельность и топливную экономичность.
Большинство современных автомобилей имеют антиблокировочные тормоза, что означает, что скорость вращения колес можно контролировать на каждом конце колеса. Кроме того, с появлением систем стабилизации и контроля тяги в транспортных средствах были разработаны другие датчики, позволяющие тормозам выполнять функции управления транспортным средством прозрачным для водителя образом. Используя инерционные датчики, датчики скорости вращения колес, отслеживая угол поворота рулевого колеса и т. Д., Были разработаны алгоритмы, которые позволяют цифровым системам управления эффективно управлять тормозами на каждом конце колеса и распределять крутящий момент для обеспечения лучшего сцепления и устойчивости.
Настоящее изобретение основано на этой технологии в качестве средства исключения переднего и заднего дифференциальных зубчатых колес и их замены простой конической зубчатой передачей. Полностью устранен межосевой дифференциал. Используя тормоза в сочетании с существующими датчиками, можно контролировать скорость вращения колеса на каждом конце колеса. Используется метод механической развязки колес на противоположных сторонах ведущей оси как спереди, так и сзади. Настоящее изобретение предусматривает использование вязкостной муфты на ведущей оси (или между полуосями) для облегчения этой механической развязки.Вязкостная муфта позволяет использовать тормоза с помощью набора алгоритмов управления и различных датчиков для изменения скорости вращения колес, когда транспортное средство выполняет поворот, а внутренние колеса должны вращаться с меньшей скоростью. Поскольку при повороте относительная разность скоростей довольно мала, вязкостная муфта позволяет изменять относительную разность скоростей поперек транспортного средства и устраняет необходимость в дифференциальной передаче. В условиях низкого сцепления, когда одно или другое колесо находится в лучшем или худшем состоянии сцепления, разница в скорости колес значительно больше.В этой ситуации вязкая муфта работает так, как задумано, и более жестко соединяет колесо и распределяет крутящий момент с колесом в лучших условиях тяги.
Настоящее изобретение обеспечивает дифференциал повышенного трения без нежелательных характеристик, присущих обычным дифференциалам повышенного трения на основе муфты при крутых поворотах. Благодаря реализации этой концепции дизайна уменьшается потребность в пространстве для упаковки и сохраняется вес. Настоящее изобретение обеспечивает средство механической развязки ведущих осей слева направо и использование управления на основе тормозов для поддержания надлежащей скорости колес во время маневров транспортного средства.
Настоящее изобретение использует преимущества систем, уже встроенных в транспортное средство. Он также меньше и легче других подходов, что положительно сказывается на других элементах конструкции автомобиля.
Таким образом, на ведущей оси (или между полуосями) предусмотрена вязкая муфта для облегчения механической развязки. В настоящем изобретении используются тормоза с помощью набора алгоритмов управления и различных датчиков для изменения скорости вращения колес, когда транспортное средство выполняет поворот, и внутренние колеса должны вращаться с меньшей скоростью.
Настоящее изобретение вместе с указанными выше и другими преимуществами можно лучше понять из следующего подробного описания вариантов осуществления изобретения, проиллюстрированных на чертежах, на которых:
Фиг. 1 представляет собой схематический вид трансмиссии для транспортного средства, использующего настоящее изобретение.
РИС. 2 — схематический вид в изометрии одного типа вязкостной муфты.
РИС. 3 — схематический вид в разрезе другого типа вязкой связи.
РИС. 4 — схематический вид трансмиссии для конфигурации предшествующего уровня техники с центральным, передним и задним дифференциалами.
РИС. 5 — схематический вид структуры и процесса согласно настоящему изобретению.
Фиг. 6 схематично показано транспортное средство.
Устройство предшествующего уровня техники показано на фиг. 4, которая показывает, как обозначено ссылочной позицией 75 , схему полного привода с тремя дифференциалами и ступицами редуктора. На этом рисунке показана конструкция, в которой четыре колеса снабжены передним дифференциалом 70 , задним дифференциалом 72 и центральным дифференциалом 74 с раздаточной коробкой 2 73 .Колеса , 76, снабжены ступицами , 78, , имеющими планетарный редуктор, и это система полного привода. Есть система управления тормозами 80 и АКПП 82 . Есть двигатель внутреннего сгорания 84 , гидронасос 86 и генератор 88 . Также есть воздушный компрессор 90 и рулевой механизм 92 .
Настоящее изобретение показано на фиг. 1, на котором показано устройство, в котором ведущие оси модифицированы тремя вязкостными муфтами, которые включают в себя переднюю вязкостную муфту 12 , заднюю вязкостную муфту 14 и центральную вязкостную муфту 16 , которая может иметь 2 скоростная раздаточная коробка 24 при желании или необходимости, а также управление дифференциалом на основе тормозов 18 .Имеется двигатель внутреннего сгорания 84 , гидравлический насос 86 , генератор 29 , воздушный компрессор 31 и узел рулевого управления 33 . Имеются ступицы редуктора 20 с планетарными передачами и трансмиссия 22 . Есть конические шестерни 23 .
Настоящее изобретение обеспечивает альтернативные средства распределения крутящего момента, так что передний и задний дифференциалы могут быть при желании сведены к простой конической зубчатой передаче, а межосевой дифференциал может быть полностью исключен.
РИС. 2 и 3 показаны два различных типа вязких муфт, которые могут использоваться в настоящем изобретении. ИНЖИР. 2 имеет вал-шестерню 94 и вал с фланцем 96 , а также корпус муфты 98 , ступицу 99 , а также внутренние пластины 89 и внешние пластины 91 .
РИС. 5 — диаграмма, показывающая процесс дифференциального управления, который был добавлен к общей системе стабилизации / контроля тяги. В этом процессе используются существующие данные о скорости вращения колес, углу поворота рулевого колеса и другие данные транспортного средства, чтобы определить, находится ли транспортное средство в контролируемом / запланированном повороте.При желании можно контролировать температуру вязкостной муфты, чтобы определить, начинает ли она попытки переключения крутящего момента на внутреннее (медленное) колесо. Сами по себе вязкостные муфты для работы не нуждаются в каких-либо сенсорных данных. Они содержат чередующиеся диски, которые соединены друг с другом с помощью жидкости с переменной вязкостью. По мере увеличения разницы скоростей между чередующимися дисками жидкость нагревается, что, в свою очередь, увеличивает сопротивление жидкости сдвигу. Это увеличение прочности на сдвиг вызывает передачу большей мощности на комплект медленнее вращающихся дисков, который предположительно соединен с колесом с лучшим сцеплением.Таким образом крутящий момент передается с колеса с низким тяговым усилием на колесо с высоким тяговым усилием.
Это изменение крутящего момента может быть нежелательным в случае управляемого поворота, когда необходим дифференциал скорости. В большинстве случаев, когда вращение является непродолжительным и при относительно низкой скорости, вязкостная муфта нормально работает без внешнего вмешательства. Однако в течение некоторого времени при более высоких скоростях это может вызвать перегрев муфты и начать нежелательную передачу крутящего момента.
Термины «длительные события с более высокой скоростью» и «кратковременные» используются для различения событий довольно низкого уровня, таких как, например, поворот от знака остановки, где скорость будет меньше 15 миль в час, и продолжительностью 2. или 3 секунды, по сравнению с более значительным событием, таким как событие типа съезда с рампы, и в этом случае скорость может быть больше 25 миль в час и может длиться 20 секунд или более. Предполагается, что более 20 миль в час и более 5 секунд начнут приводить в действие вязкостную муфту, и, возможно, придется предпринять некоторые действия для вмешательства на основе этой оценки.
Это можно рассматривать как сценарий «съезда»; довольно продолжительное и скоростное мероприятие. Используя тормоза для управления скоростью внутреннего колеса, можно предотвратить смещение крутящего момента и сохранить контроль на протяжении всего поворота.
В блок-схеме фиг. 5, данные для угла поворота рулевого колеса, скорости вращения колеса ABS и инерциальных датчиков могут использоваться для определения инициирования управляемого события поворота. Существующие алгоритмы контроля тяги / устойчивости в транспортном средстве уже могут легко определить, что транспортное средство находится под контролем и находится в постоянном событии тяги.
Процесс имеет следующие информационные точки и шаги процесса. Угол поворота рулевого колеса 30 , скорость вращения колеса ABS 32 , блок инерционного управления 34 , торможение 36 , угол педали ускорения 38 , скорость автомобиля 40 и температура вискомуфты 42 . Информация подается на этап 44 , который определяет на основе этой информации, находится ли транспортное средство в заносе. Если он находится в заносе, то на этапе 46 применяется контроль устойчивости.Если это не занос, информация подается на этап , 48, , чтобы определить, скользит ли транспортное средство. Если он проскальзывает, то на этапе 50 применяется регулирование тягового усилия. Если это не проскальзывание, то информация подается на этап 52 , который определяет, находится ли транспортное средство в управляемом повороте. В то же время информация с этапа 52 подается на этап 54 , который контролирует угол поворота рулевого колеса, скорость вращения колеса ABS и температуру VC, а также подается на этап 56 , на котором производится расчет желаемой скорости колеса. дифференциал.Выходные данные этапов 52 и 56 передаются на этап 58 , который определяет, правильна ли разность скоростей. Если это так, эта информация возвращается на этап 54 , а если нет, процесс переходит к этапу 60 , где применяется управление дифференциальной скоростью.
Как только система управления определяет, что транспортное средство находится под управлением, она может затем использовать угол поворота рулевого колеса для определения радиуса поворота и, следовательно, желаемой разницы скоростей колес, необходимой для всего транспортного средства.Точный дифференциал будет зависеть от конструкции автомобиля, в частности от ширины колеи. После определения этого дифференциала датчики ABS могут отслеживать скорость вращения колес и определять, находится ли она в допустимом диапазоне. В противном случае можно было бы применить тормоза к внутреннему колесу, чтобы оно набрало нужную скорость.
В другом варианте осуществления, когда транспортное средство используется на бездорожье, могут возникать частые перепады скорости на транспортном средстве из-за изменения тяги. В таком случае при выполнении управляемого разворота вязкая муфта может быть довольно теплой.Данные о температуре могут привести к тому, что система управления задействует тормоза по мере необходимости, чтобы контролировать скорость колес кроссовера и держать автомобиль под контролем.
Фактический дифференциал скорости вращения колес зависит от конструкции автомобиля и радиуса поворота. В простой форме ситуацию можно рассматривать, как показано на фиг. 6. В этом случае значение V соответствует общей скорости транспортного средства, а TW — ширине колеи транспортного средства. Исходя из конструкции автомобиля, можно определить радиусы поворота внутренних и внешних колес.Радиус поворота внутреннего колеса равен Ri, а радиус поворота внешнего колеса — Ro.
В простом примере предположим, что транспортное средство входит в поворот радиусом 100 футов со скоростью 30 миль в час. Далее предположим, что у этого транспортного средства ширина колеи 6 футов. Используя уравнения, показанные на фиг. 6 видно, что внутреннее колесо должно двигаться с эффективной скоростью 29,1 миль в час, а внешнее колесо должно двигаться со скоростью 30,9 миль в час. [Ri = 100−3 = 97, а Ro = 100 + 3 = 103. Vi = 30 умножить на 97/100 = 291,1, а Vo = 30 умножить на 103/100 = 30.9] Все транспортное средство движется как одно целое, но меньший внутренний радиус означает, что шина покрывает меньше поверхности за единицу времени, чем внешнее колесо. Это соответствует более медленным оборотам внутреннего колеса. Датчик АБС может отслеживать это и по команде тормозить. В этом простом примере внутреннее колесо должно поддерживать относительную скорость, равную 96,1% скорости внешнего колеса.
Настоящее изобретение может обеспечить замену дифференциала, используемого в настоящее время в транспортных средствах, с вискомуфтой для уменьшения размера и веса упаковки.Использование тормозов транспортного средства может быть включено в этот вариант осуществления, чтобы гарантировать, что надлежащая разность скоростей колес поддерживается, когда транспортное средство выполняет управляемый / управляемый поворот.
Настоящее изобретение использует преимущества систем, уже встроенных в транспортное средство. Он также меньше и легче, чем другие подходы, что положительно сказывается на других элементах конструкции автомобиля.
Настоящее изобретение можно использовать с современными транспортными средствами, большинство из которых имеет антиблокировочные тормоза, так что скорость вращения колес можно контролировать на каждом конце колеса.Кроме того, с использованием систем стабилизации и контроля тяги, в транспортные средства могут быть встроены другие датчики, позволяющие тормозам выполнять функции управления транспортным средством прозрачным для водителя образом. Используя инерционные датчики, датчики скорости вращения колес, отслеживая угол поворота рулевого колеса и т. Д., Были разработаны алгоритмы, которые позволяют цифровым системам управления эффективно управлять тормозами на каждом конце колеса и распределять крутящий момент для обеспечения лучшего сцепления и устойчивости.
Вязкостные муфты используются для помощи в управлении крутящим моментом из стороны в сторону на транспортном средстве вместе с системой управления тормозом.
Используя тормоза в сочетании с существующими датчиками, можно контролировать скорость вращения колеса на каждом конце колеса. Настоящее изобретение обеспечивает устройство, которое механически разъединяет колеса на противоположных сторонах ведущих мостов как спереди, так и сзади. Настоящее изобретение предусматривает использование вязкостной муфты на ведущей оси (или между полуосями) для облегчения этой механической развязки. Вязкостная муфта позволяет использовать тормоза с помощью набора алгоритмов управления и различных датчиков для изменения скорости вращения колес, когда транспортное средство выполняет поворот, и внутренние колеса должны вращаться с меньшей скоростью.Учитывая, что при повороте относительная разность скоростей довольно мала, вязкая муфта позволила бы относительную разность скоростей поперек транспортного средства и устранить необходимость в дифференциальной передаче. В условиях низкой тяги, когда одно или другое колесо находится в лучшем или худшем состоянии сцепления, разница в скорости колес значительно больше. В этой ситуации вязкостная муфта будет работать так, как задумано, и более жестко связывать колесо и распределять крутящий момент с колесом в лучших условиях тяги.В некоторой степени это изобретение будет вести себя так же, как обычный дифференциал повышенного трения, но без нежелательных характеристик, которые демонстрируют обычные дифференциалы повышенного трения на основе муфты при крутых поворотах. Реализация этой концепции дизайна позволит сократить требования к пространству для упаковки и сэкономить вес. Скорее всего, существуют другие средства обеспечения механической развязки, которые можно было бы использовать вместо вязкой связи. Ключом к изобретению является средство механической развязки ведущих осей слева направо и использование управления на основе тормозов для поддержания надлежащей скорости вращения колес во время маневров транспортного средства.
Это намного проще с механической точки зрения и снижает вероятность отказа. Он использует преимущества систем, уже встроенных в автомобиль. Он также меньше и легче, чем другие подходы, что положительно сказывается на других элементах конструкции автомобиля.
Таким образом, на ведущей оси (или между полуосями) предусмотрена вязкая муфта для облегчения механической развязки. В настоящем изобретении используются тормоза с помощью набора алгоритмов управления и различных датчиков для изменения скорости вращения колес, когда транспортное средство выполняет поворот, и внутренние колеса должны вращаться с меньшей скоростью.
Эта проблема существует с момента зарождения автомобильной конструкции, и были опробованы различные решения, включая обычные дифференциалы и «дифференциалы» на основе сцепления, которые передают крутящий момент через блоки сцепления в дифференциале. Кроме того, в полноприводных автомобилях для замены или увеличения межосевого дифференциала использовались устройства с вязкостной муфтой. В этом сценарии муфта используется для передачи крутящего момента спереди назад или наоборот, поскольку главная ведущая ось проскальзывает, и на самом деле не работает для управления крутящим моментом из стороны в сторону на транспортном средстве.Другие попытки решения включают использование электрических колесных двигателей, которые приводят в движение каждое колесо независимо. В этом случае нет механической связи между двигателем и колесом, все это осуществляется электрически, при этом двигатель выдает электроэнергию только за счет привода генератора. Недостатком этой системы является дополнительный вес колесной части, который является «неподрессоренным», а также снижает уровень электрического оборудования на транспортном средстве, что имеет последствия для упаковки, особенно на рынке военных транспортных средств, где требуется преодоление глубоководного брода.
Эта проблема существует с момента зарождения автомобильного дизайна. Проблема была решена многими способами, включая обычные дифференциалы и «дифференциалы» на основе сцепления, которые передают крутящий момент через блоки сцепления в дифференциале. Кроме того, в полноприводных автомобилях для замены или увеличения межосевого дифференциала использовались устройства с вязкостной муфтой. В этом сценарии муфта используется для передачи крутящего момента спереди назад или наоборот, поскольку ведущая ось человека проскальзывает, и на самом деле не работает для управления крутящим моментом из стороны в сторону на транспортном средстве.Другие решения включают использование электрических колесных двигателей, которые приводят в движение каждое колесо независимо. В этом случае нет механической связи между двигателем и колесом, все это осуществляется электрически, при этом двигатель выдает электроэнергию только за счет привода генератора. Недостатком этой системы является дополнительный вес колесной части, который является «неподрессоренным», а также снижает уровень электрического оборудования на транспортном средстве, что имеет последствия для упаковки, особенно на рынке военных транспортных средств, где требуется преодоление глубоководного брода.
Следует понимать, что описанные выше варианты осуществления просто иллюстрируют принципы изобретения. Специалисты в данной области техники могут сделать различные и другие модификации и изменения, которые будут воплощать принципы изобретения и подпадать под его сущность и объем.
Вязкостные муфты — SRLine
Вязкостная муфта вентилятора — это соединительное устройство, расположенное между валом водяного насоса и радиатором.Его задача — повысить эффективность системы охлаждения автомобиля при одновременном снижении нагрузки на двигатель и потерь энергии, вызванных самим вентилятором.
Вискомуфта также позволяет вентилятору работать на более низких скоростях и эффективно отключаться на более высоких. С помощью биметаллического элемента (пластины или пружины), размещенного на муфте, регулируется температура в моторном отсеке, а вязкостная муфта и, следовательно, вентилятор радиатора включаются или отключаются. Несомненным плюсом такого решения является отсутствие дополнительных нагрузок на электрические компоненты двигателя (генератора переменного тока).Однако следует помнить, что в случае выхода из строя не откладывайте его замену, так как это может привести к перегреву двигателя (когда вискомуфта не зацепляет вентилятор) или повреждению водяного насоса, шкива или ремня. (когда вентилятор постоянно включен).
Поэтому, если вы заметили, что двигатель сильно нагревается или его температура не достигает оптимальных значений, может потребоваться замена вискомуфты.
Вязкостные муфты SRL разработаны для конкретных применений и требований к охлаждению двигателя транспортного средства, поэтому они контролируются на каждом этапе производства.Используемые биметаллические пластины подобраны с большой точностью, что обеспечивает включение вентилятора в соответствующем температурном диапазоне и отключение, когда в его работе нет необходимости. Это позволяет двигателю работать в оптимальных условиях, не вызывая чрезмерных нагрузок на привод, а также на вспомогательное оборудование двигателя (более длительный срок службы водяного насоса и ремня). Более низкие нагрузки являются преимуществом более низкого расхода топлива и оптимального использования доступной мощности двигателя. Используемые в производстве высококачественные шарикоподшипники обеспечивают тихую и длительную работу.
В случае вязких муфт способ их хранения также важен из-за содержащегося в них силиконового масла. Муфты Visco SRLine удерживаются в естественном положении для работы такой муфты (вертикальном) без потери свойств содержащейся в них жидкости.
На каждое сцепление visco SRLine предоставляется 24-месячная гарантия.
4WD — Техническая информация
Трансмиссии на четыре колеса, используемые в ралли
Вы когда-нибудь задумывались, почему все недавние чемпионаты мира по ралли FIA с 1984 года были выиграны полноприводными автомобилями с турбонаддувом? В этих машинах должно быть что-то особенное, что делает их непревзойденными в мировом ралли.Что ж, есть.
Прежде чем продолжить, следует предупредить читателя о маркетинговой политике некоторых производителей. Не все автомобили, рекламируемые как полноприводные, на самом деле являются полноприводными. Volkswagen и Audi продают автомобили, рекламируемые как 4WD, которые на самом деле не являются полноприводными. В таких автомобилях, как VW Golf Synchro, 4Motion и Audi A3, S3, TT, а также в Seat Leon (все они используют одну и ту же платформу и двигатели) крутящий момент двигателя передается на задние колеса только в случае обнаружения пробуксовки передних колес. В вышеупомянутых автомобилях используется межосевой дифференциал сцепления типа Haldex, который активируется только при пробуксовке передних колес и всегда отключается при торможении.Почему? Потому что это дешевле в производстве, так как установка электроники на серийный автомобиль намного дешевле, чем установка дополнительных механических деталей. Обратите внимание, что автомобили более высокого класса от того же производителя используют «настоящие» трансмиссии AWD. Если вы хотите купить полноприводный автомобиль на постоянной основе, возможно, вам стоит избегать таких моделей и выбрать настоящую.
Наихудшими по-прежнему остаются реализации, использующие 3 реальных открытых дифференциала (следовательно, полный рабочий день 4WD), к которым производители добавляют «возможности самоблокировки дифференциала» путем индивидуального торможения вращающегося колеса (прочтите BMW X5 с использованием системы под названием ADB-X, Audi Allroad с EDS компании вместе с центральным дифференциалом TorSen и Mercedes-Benz, использующим аналогичную электронную систему).Установка модной электроники на автомобиль, как указано выше, дешевле, чем использование настоящих самоблокирующихся дифференциалов или дифференциалов повышенного трения. Кроме того, электронные устройства запрещают любое спортивное вождение, подавляя некомпетентность водителя, далеко неэффективны и делают управление автомобилем «безопасным», таким образом защищая производителя от потенциальных судебных исков. Вы были предупреждены.
Было много попыток построить полноприводные автомобили для повседневного использования, которые не являются ни грузовиками, ни универсальными транспортными средствами, но имеют довольно спортивный характер.Первый, о котором мы знаем, Jensen FF еще в 1966 году (было произведено всего 280 автомобилей), имел не только постоянную трансмиссию с полным приводом, но и антиблокировочные тормоза! Этот автомобиль был полным коммерческим провалом. Последние попытки были более успешными.
Преимущества постоянного 4WD очевидны. Поскольку у автомобиля 4 колеса, почему питание должно подаваться только на 2 из них? Приложение мощности ко всем 4 колесам не только распределяет крутящий момент двигателя (что позволяет избежать пробуксовки колес под большой нагрузкой), но также позволяет автомобилю управлять более точно.Вы спросите, почему не все машины сделаны именно таким образом. Что ж, как всегда, это вопрос цены. Трансмиссии 4WD дороже в реализации, чем трансмиссии 2WD. Например, нужно использовать три дифференциала в постоянно работающем полноприводном автомобиле (хотя вы можете обойтись только двумя, как в раллийном автомобиле Citroën BX 4 × 4 GroupB, который так и не увидел свет). Один дифференциал между каждым противоположным колесом и один между передней и задней осями. На автомобиле с приводом на 2 колеса используется только один дифференциал между ведущими колесами. После того, как аргумент в пользу цены убран, производители автомобилей резервируют этот тип автомобиля для нишевых и специализированных рынков.В раллийном автомобиле мощность двигателя бесполезна, если тяга недостаточна. Естественно, что в настоящее время все основные раллийные автомобили являются полноприводными. Не так давно FIA заставила всех производителей произвести 2500 автомобилей, чтобы получить необходимые разрешения и принять участие в Чемпионате мира по ралли. Это позволило таким людям, как я, заполучить некоторые из этих очень специальных омологационных автомобилей. Автомобили, которые, по сути, были сделаны исключительно для гоночных целей, но имели вид обычных седанов (ну почти…), знаменитые специальные предложения омологации.
Автомобиль с постоянными характеристиками 4WD, как упоминалось ранее, требует 3 дифференциалов для правильной работы. Дифференциал — это в основном механическое устройство на основе шестерен, которое позволяет колесам с приводом от двигателя вращаться с разными скоростями, при этом приводя их в движение один и тот же источник энергии. В большинстве случаев дифференциал равномерно распределяет крутящий момент двигателя между ведущими колесами. Дифференциалы используются на осях, которые удерживают колеса, приводимые в движение двигателем, а в случае автомобиля с полным приводом — между осями.Если дифференциал отсутствует, то ведущие колеса будут вращаться с одинаковой скоростью при любых обстоятельствах, что сделает управление автомобилем очень неприятным. Присущая дифференциалу способность позволять ведущим колесам вращаться с разной скоростью имеет недостаток. В случае, если одно колесо вращается намного быстрее, чем другое, классический дифференциал будет передавать весь крутящий момент двигателя на более быстрое вращающееся колесо, тем самым лишая наиболее прилегающее колесо любого крутящего момента и, следовательно, тяги. Самоблокирующиеся дифференциалы (a.к.а. Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием) решают эту проблему, добавляя к классическому, свободному или открытому дифференциалу, описанному выше, способность блокировать (вести оба колеса с одинаковой скоростью, то есть имитировать отсутствие дифференциала) в определенных условиях, например, при пробуксовке колес. Например, блокировка дифференциала позволяет избежать остановки транспортного средства в таких ситуациях, как когда одно колесо находится на снегу, а другое — на сухом асфальте. В этом случае отсутствие фиксирующего устройства направит весь крутящий момент двигателя на колесо, которое вращается быстрее (на снегу), и автомобиль не сможет самостоятельно выехать.Блокировка дифференциала разделит распределение крутящего момента на оба колеса, что позволит автомобилю двигаться вперед.
Все попытки построить полноприводные автомобили (за исключением автомобиля Citroën BX 4 × 4 GroupB, который участвовал в трех гонках за свою карьеру и не имел центрального дифференциала) включали три дифференциала. Теперь здесь все становится немного сложнее. Все дело в дифференциалах этих автомобилей и их возможности самоблокировки или ограничения пробуксовки. Их тип и настройки могут сделать управление автомобилем исключительно хорошим или невероятно плохим.Сравнимо с автомобилем с полным приводом, где, если колесо вращается, двигатель стремится направить всю свою мощность на это колесо, таким образом обездвиживая автомобиль, в автомобиле с полным приводом такое же вращение одного колеса также потребляет всю мощность двигателя и обездвиживает автомобиль. Чтобы избежать этого явления, в большинстве полноприводных автомобилей используются методы блокировки дифференциала.
Большинство реализаций используют классическую компоновку Ferguson, которая состоит из 3 дифференциалов, 2 из которых, центральный и задний, соединены с колесами, которые они приводят, через «свободные» дифференциалы, которые используют вискомуфты в качестве фиксаторов.Вязкую муфту можно рассматривать как трубку, содержащую вязкую жидкость под давлением, в которой вращаются диски. Половина дисков прикреплена к входной оси, а другая половина — к выходной оси к стенкам трубы. Каждая пара дисков обращена друг к другу, то есть диск, прикрепленный к входящей оси, обращен к своей ответной части, прикрепленной к выходящей оси. Диски проткнуты, и вязкая жидкость полностью их окружает. Между дисками допускается небольшая разница в скорости. Повышенное скольжение (то есть разница в скорости вращения между дисками) приводит к быстрому увеличению вязкости жидкости, что, в свою очередь, блокирует муфту.
Схематическое изображение вязкостной муфты
Вид на вязкостную муфту
Вязкостная муфта, установленная на дифференциале
Типичная вязкостная муфта (правая часть рисунка), действующая как фиксирующее устройство рядом с межосевым дифференциалом
удобны прежде всего потому, что они не очень дороги и не требуют значительного обслуживания. Их основные недостатки:
- Экспоненциальный рост их привязки к кривой разности скоростей (они не очень прогрессивные)
- Задержка их блокирующей способности, вызванная временем, когда вязкая жидкость должна увеличить свою вязкость
- Сложны при торможении (блокируются при торможении)
- Тесная связь их запирающих способностей с вязкостью вязкой жидкости (ее вязкость уменьшается с повышением температуры)
Некоторые из наиболее известных примеров этой схемы 4WD:
Конечно, эффективность схемы Ferguson во многом зависит от характеристик вязких муфт (типа вязкой жидкости, конструкции и расстояния между дисками, давления жидкости и т. Д.).Кроме того, учтите, что существует в основном два типа вязких муфт: «дешевые» и более дорогие. У «дешевой» вискомуфты одна часть дисков закреплена на корпусе дифференциала, а другая — на выходном мосту. Эти устройства стоят примерно вдвое дешевле «нормальной» вязкостной муфты, у которой половина дисков закреплена на ведущей оси, а другая половина — на исходящей. «Дешевые» версии имеют характеристику ограничения скольжения, которая изменяется пропорционально квадрату разницы в скорости оси, в то время как «нормальные» версии имеют характеристику ограничения проскальзывания, которая изменяется более линейно с разницей скорости оси.
Гораздо более эффективная (и дорогая) схема 4WD включает дифференциал TorSen (что означает TORque SENsing). Это необычное устройство, изобретенное американцем Глисманом (подана заявка на патент, 1958 г.) и произведенное корпорацией Глисон, основано на нереверсивности червячных шестерен и червячных колес (то есть, когда вы поворачиваете червячное колесо, червячное колесо вращается, но не наоборот. наоборот). TorSen — единственный механизм, который одновременно действует как дифференциал и блокировка.Его преимущество в том, что он полностью механический, что гарантирует его мгновенный отклик и прогрессивность. Таким образом, его основные преимущества сводятся к:
- Мгновенный ответ
- Линейный характер его привязки к кривой разности скоростей (плавность)
- Отсутствие блокировки или запрета разницы скоростей при торможении (действует только при подаче питания)
- Объединяет «свободный» дифференциал и блокирующее устройство в одну деталь
- Благодаря своей компактности TorSen имеет всего 8 движущихся частей
- Отсутствие износа по сравнению с более традиционными самоблокирующимися дифференциалами на основе фрикционных дисков
Дифференциал Torsen
- F: Гипоидное колесо (от двигателя)
У дифференциалов Torsen в основном четыре недостатка:
- Дорогие аппараты
- Они, как правило, выделяют больше тепла при интенсивном использовании, чем открытый или другие типы дифференциала ограниченного трения, что, конечно, означает большие потери мощности, поскольку часть кинетической энергии преобразуется в тепло, а не передается на колеса.
- Из-за своей конструкции, если одно колесо полностью оторвано от земли или полностью теряет сцепление с дорогой, TorSen будет действовать как открытый дифференциал
- Очень сложно собрать.Хотя он содержит только 8 движущихся частей, их можно собрать только одним способом
TorSen распределяет крутящий момент в пропорции 50:50 в условиях без проскальзывания и может управлять разницей в распределении крутящего момента до 20:80 между ведущими колесами. Вот некоторые примеры коммерческих дифференциальных приложений TorSen:
- Audi Quattro Turbo (в самых ранних сериях использовался задний дифференциал с ручной блокировкой и центральный дифференциал TorSen)
- Honda Integra Type R (передний привод)
Наиболее важное различие между дифференциалами TorSen и вязкостными муфтами заключается в том, что TorSen имеет характеристику измерения крутящего момента, а VC — характеристику измерения вращения.Вот почему дифференциалы TorSen блокируются только при подаче питания на них, тогда как вязкостные муфты блокируются как при подаче питания, так и при торможении.
Более подробную информацию о дифференциале TorSen и его производных можно найти здесь .
Все реализации 4WD, использующие три дифференциала, два из которых являются самоблокирующимися, обычно центральный и задний, могут передавать крутящий момент двигателя по крайней мере на одно колесо, у которого сцепление больше, чем у других. Реализации, использующие три самоблокирующихся дифференциала, такие как Mitsubishi Lancer Evolutions и некоторые Subaru Impreza WRX STI, могут передавать крутящий момент как минимум на два колеса с лучшим сцеплением, чем другие.
Есть много деталей, технических характеристик и других типов самоблокирующихся дифференциалов, которые мы могли бы здесь осветить, но они, вероятно, сделают эту информацию непригодной для использования. Поэтому мы не будем вдаваться в подробности (если вы не предложите иное).
Когда вы добавляете двигатель с турбонаддувом к полноприводному автомобилю, смесь становится взрывоопасной. Подводя итоги, можно сказать, что высокопроизводительные полноприводные автомобили с турбонаддувом, работающие на полную ставку, имеют автоматическую блокировку дифференциала и контроль скольжения, высокопроизводительные двигатели с турбонаддувом и исключительную устойчивость на дороге и характеристики.