что это, принцип работы, назначение
В последнее время все больше популярности обретают кроссоверы, или так называемые паркетники. Эти автомобили отличаются от настоящих внедорожников не только отсутствием несущей рамы (здесь эту функцию выполняет кузов), но и «нечестным» полным приводом с электронными блокировками. Причем подключается он автоматически. Чтобы связать между собой две оси, используется вискомуфта. Что это за элемент, знает далеко не каждый автомобилист. В сегодняшней статье мы рассмотрим данный механизм подробней.
Характеристика
Для чего служит вискомуфта? Что это за механизм? Вязкостная муфта являет собой устройство для автоматической передачи крутящего момента посредством вязкостных свойств. Другими словами, подключение второй оси автомобиля производится путем изменения плотности жидкости, что залита внутри данной муфты.
Что это — вертел и как на нем готовить
Сегодня мы в подробностях расскажем вам, что такое вертел. Итак, все по порядку.
Вертел…
Что за жидкость
Она находится в закрытом корпусе устройства под названием вискомуфта. Что это такое? Внутри муфты находится дилатантная жидкость, которая изготавливается на основе силикона. Обладает особыми свойствами. В спокойном состоянии она жидкая. Но как только происходит смешивание молекул, она меняет свою плотность. Заливается дилатантная жидкость на весь срок эксплуатации механизма.
Устройство и принцип работы
Работает вязкостная муфта по принципу гидротрансформатора, что у АКПП. В обеих случаях крутящий момент передается посредством жидкости. Однако устроена муфта немного иначе, нежели гидротрансформатор. Она являет собой герметичный замкнутый корпус. Внутри него вращаются ведущие и ведомые крыльчатки (две турбины). Когда валы колес вращаются синхронно, состав внутри находится в жидком состоянии. Как только одна ось забуксовала, крутящий момент одной турбины передается на другую. Жидкость перемешивается и становится твердой. Таким образом, передача крутящего момента на ось возобновляется.
Как только автомобиль преодолел препятствие, перемешивание прекращается. Крутящий момент снова передается на одну ось.
Нужен ли рулевой демпфер?
Рулевой демпфер — это устройство, напоминающее по своей конструкции обычный амортизатор. Его…
Но это не единая схема устройства вязкостной муфты. Некоторые вместо турбин имеют ведущие и ведомые фрикционные диски (см. фото ниже). Работают они по такому же принципу. Внутри тоже заливается дилатантная жидкость. Когда валы вращаются с разной скоростью, она перемешивается и становится плотной (при этом расширяется). Так, крутящий момент выравнивается, и оба колеса (спереди и сзади) вращаются одинаково. За счет расширения жидкости ведомый и ведущий диски прижимаются друг к другу. Как видите, устройство механизма довольно простое. Элемент служит достаточно долго, поэтому ремонт вискомуфты может понадобиться нескоро.
Где используется?
Существуют два основных направления, где используется вискомуфта. Что это за сферы? Ниже мы их рассмотрим:
- Система охлаждения.
Вязкостная муфта используется для принудительного охлаждения радиатора. Механизм устанавливается на шток и приводится в движение от коленчатого вала при помощи ременной передачи. Сверху на деталь устанавливают многолопастной вентилятор. Как это работает? Чем сильнее вращается шкив, тем быстрее жидкость густеет в муфте. Таким образом, на средних и высоких оборотах радиатор двигателя охлаждается принудительно. С падением оборотов теплообменник охлаждается естественным путем. Вентилятор прекращает свою работу. Сейчас такой способ охлаждения практически не используется. Вязкостную муфту заменили электрические вентиляторы. Они приводятся в действие от датчика температуры двигателя. Элемент не связан с коленчатым валом двигателя и является более технологичным. - Подключение полного привода. И если в первом случае проблему можно было решить электроникой, то передать крутящий момент на вторую ось таким образом не удастся. Поэтому основная сфера применения вязкостной муфты – это кроссоверы.
Вязкостная муфта используется для принудительного охлаждения радиатора. Механизм устанавливается на шток и приводится в движение от коленчатого вала при помощи ременной передачи. Сверху на деталь устанавливают многолопастной вентилятор. Как это работает? Чем сильнее вращается шкив, тем быстрее жидкость густеет в муфте. Таким образом, на средних и высоких оборотах радиатор двигателя охлаждается принудительно. С падением оборотов теплообменник охлаждается естественным путем. Вентилятор прекращает свою работу. Сейчас такой способ охлаждения практически не используется. Вязкостную муфту заменили электрические вентиляторы. Они приводятся в действие от датчика температуры двигателя. Элемент не связан с коленчатым валом двигателя и является более технологичным.
Преимущества
Муфта сцепления в автомобиле
Муфта сцепления предназначена для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии на период…
Какие плюсы есть у данного механизма? Рассмотрим несколько из них:
- Простота конструкции. В устройстве имеется жидкость и две турбины (либо диски), плотно закрытые в корпусе.
- Прочность. Корпус в муфте способен выдержать давление до 20 атмосфер. Поэтому не стоит бояться за то, что жидкость однажды вытечет извне.
- Практичность. Может работать как на грунтовой дороге, так и на асфальте (например, если вы трогаетесь с пробуксовкой). Не требует наличия электроники. Подключение и отключение привода происходят в автоматическом режиме.
Недостатки
Несмотря на столь существенные преимущества, стоит отметить недостатки вязкостной муфты:
- Низкая ремонтопригодность. В случае выхода из строя производится замена вискомуфты целиком на новую. Стоимость такой детали достаточно велика. Ремонт вискомуфты не выполняется.
- Малая эффективность полного привода. Оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью только тогда, когда автомобиль будет сильно буксовать. О жесткой межосевой блокировке здесь не может быть и речи.
- Невозможность принудительного подключения. Например, вам нужно пересечь брод. Для этого желательно иметь постоянный полный привод. Однако вязкостная муфта не даст вам этого сделать. Колеса будут вращаться в полной мере лишь после того, как вы забуксуете.
- Снижение дорожного просвета. Корпус механизма достаточно большой, что ставит под вопрос характеристики проходимости кроссовера.
- Малая стойкость к перегреву. Долго работать элемент в режиме полного привода не может (меняются свойства жидкости, изнашивается подшипник вискомуфты). В противном случае она выйдет из строя. Поэтому не стоит буксовать на бездорожье длительное время.
Ремонт вискомуфты не выполняется.Снятие вискомуфты УАЗ своими руками
Давайте рассмотрим, как извлечь данную деталь вместе с вентилятором, на примере автомобилей Ульяновского автозавода.
Итак, для удобства нужно снять радиатор и кожух вентилятора (жалюзи). Далее при помощи ключа на 12 откручиваются два крепежных болта шкива помпы. Обратите внимание: на гайке вязкостной муфты имеется левостороння резьба. Поэтому откручивать ее нужно по часовой стрелке, а закручивать – наоборот. После этого ключом на 32 откручивается гайка крепления муфты. Удерживайте шкив коленчатого вала от прокручивания. Если гайка идет с трудом, можно воспользоваться молотком. Аккуратно наносите удары по ключу в направлении отворачивания. Далее муфта успешно извлекается с вала насоса. Ключом на 13 откручиваются 4 крепежных винта крыльчатки вентилятора. Достаем механизм наружу и ставим новый. Установка элемента производится в обратной последовательности. Стержни болтов вкручиваются на свое место при помощи плоскогубцев с тонкими губками. Далее ставится муфта, закручиваются «от руки» крепежные гайки. Заворачивать болт на самой муфте не нужно. Он самозатягивается при запуске двигателя.
Итак, мы выяснили, что собой представляет вискомуфта.
принцип работы, виды и ремонт
Статья про вискомуфту — что это такое, функции, плюсы и минусы, разновидности, ремонт. В конце статьи — видео о том, как проверить и починить вискомуфту.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
И чтобы предотвратить возможное повреждение узла, а также знать, какие действия предпринять при непредвиденной поломке, нужно тщательно изучить принцип работы вискомуфты, ее конструкционные особенности и ряд других моментов.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.
Каждая вискомуфта состоит из множества внутренних пластин, которые способны вращаться по ведущему валу, а также внешних элементов, соединенных на ведомом валу с заданным интервалом. Все составляющие взаимосвязаны и равномерно распределены по корпусу.
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.
- 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.
Но сегодня устройство редко задействуется в охлаждающем оборудовании, т.к. его вытеснили передовые вентиляторы, оборудованные различными датчиками. Работают электронные вентиляторы непосредственно от электрической энергии, при этом они не зависимы от коленчатого вала.
Более востребованной сферой применения является обеспечение автоматического подключения полноприводной системы. В такой сфере вискомуфты крайне актуальны, ведь большинство внедорожников, кроссоверов и паркетников оборудованы такими узлами. Даже стремительный рост популярности продвинутых электромеханических вариантов не портит большую популярность вискомуфт.
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.
Также минусом изделия является сложность подключения к полному приводу, т.к. тяжело рассчитать момент внутреннего торможения дисков. Достичь полного контроля за полноприводной системой практически невозможно.
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.
При отсутствии навыков в выполнении подобной задачи и незнании общего принципа действия вискомуфты лучше отказаться от ремонта своими руками и доверить починку опытному специалисту.
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 отметить, что не все вискомуфты оснащены отверстием для заливки жидкости. Если у вас отсутствует опыт в ремонте таких конструкций, лучше не спешить с принятием действий и доверить задачу по замене или ремонту вискомуфты обученному специалисту.
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:
Как работают вискомуфты Honda и как узнать, что они плохие?
Опубликовано AKDBuilt Performance 19 декабря 2020 г.
. Взято из 89 Service Manual CivicWagon.com
Вискомуфта
Вискомуфта расположена на переднем конце карданного вала №2. Он состоит из корпуса, который соединен с карданным валом №1 с помощью треноги. Внутри корпуса 79пластины с зазором 0,2 мм (0,008 дюйма) между собой, окруженные силиконовым маслом. 40 пластин корпуса входят в зацепление со шлицами в корпусе, а 39 пластин ступицы соединены шлицами с валом. В пластинах есть отверстия для отвода тепла. Узел вязкостной муфты также содержит примерно 10 % воздуха, чтобы учесть тепловое расширение силиконового масла.
При любой разнице в скорости вращения карданных валов № 1 и № 2, например, когда передние колеса теряют сцепление с дорогой, возникает трение между пластинами корпуса (сторона привода) и пластинами ступицы (ведомая сторона). сторона). Это трение вызвано сопротивлением скольжению пластин по силиконовому маслу. Это сопротивление между пластинами и силиконовым маслом — это то, что начинает передавать крутящий момент от пластин корпуса к пластинам ступиц и, в конечном итоге, к задним колесам.
Поскольку разница в частоте вращения гребного вала сохраняется, температура силиконового масла продолжает расти. Из-за теплового расширения давление внутри узла вязкостной муфты также увеличивается по мере повышения температуры.
Когда давление становится достаточно высоким, пластины корпуса начинают соприкасаться с пластинами ступиц, и крутящий момент двигателя на задние колеса быстро увеличивается, как показано на диаграмме ниже. Для уменьшения износа пластин имеются проставочные кольца, ограничивающие контакт пластин между собой.
Как узнать, когда они испортятся?
снова взято из Руководства по техническому обслуживанию 89
Испытание вискомуфты на опрокидывание
1. Поднимите автомобиль над землей и установите страховочные стойки под усиливающими секциями боковых порогов.
2. Запустите двигатель.
3.
Поддерживайте обороты двигателя на холостом ходу.
4. Переключитесь на пониженную передачу и постепенно отпустите сцепление.
5. Плотно затяните стояночный тормоз.
Вискомуфта исправна, если двигатель глохнет
Вискомуфта неисправна, если двигатель продолжает работать
Вискомуфта не содержит обслуживаемых или заменяемых деталей. Если обнаружено, что он неисправен (не проходит испытание на остановку или имеет признаки утечки), он должен быть заменен как единое целое.
Не снимайте болты TORX с блока вискомуфты.
Что все это значит? Это означает, что они выходят из строя, и вы не должны их восстанавливать, потому что для них НЕТ запчастей, все, что вы можете сделать, это почистить их и заменить жидкость.
Как насчет Freelander VC?
Взято с Freelanderspecialist.com
Некоторые из самых дорогих деталей для замены на Land Rover Freelander находятся в трансмиссии — IRD (раздаточная коробка), задний дифференциал и 9001 8 редуктор .
Так почему вы рискуете повредить какую-либо или все эти части? Если срок службы вашего вискомуфты (VCU) истек, то вместо того, чтобы платить за замену вискомуфты (VCU), вы могли бы потратить тысячи ТАКЖЕ на замену блока IRD (раздаточной коробки), заднего дифференциала и, возможно, даже коробка передач.
Вискомуфта автомобиля Land Rover Freelander представляет собой герметичный узел, расположенный в центре карданного вала. Внутри агрегата находится вязкая жидкость. Со временем эта жидкость становится густой, как и ваше моторное масло, и в конечном итоге заставляет карданный вал вращаться с меньшей скоростью, чем требуется. Вы можете сказать, когда достигли этой точки, так как ваш Freelander будет чувствовать, как будто он сдерживает вас, особенно при включении полной блокировки — но не ждите так долго, к тому времени вы, возможно, уже нанесли дорогой урон!
Проблема вискомуфты (VCU) в том, что это герметичный узел, поэтому нельзя проверить состояние вязкой жидкости внутри него.
Есть ряд тестов, которые, по словам людей, проверят, была ли она в вашей жидкости, но ни один из них не является действительно надежным.
Вискомуфта (VCU) имеет срок службы около 70 000 миль – после этого времени вы играете не со смертью, а с очень крупными купюрами!
Так почему бы вам не купить б/у узел вискомуфты (VCU)? Ну, просто потому, что вы понятия не имеете о состоянии вязкой жидкости внутри него, потому что, как правило, вы понятия не имеете о пробеге, который он проделал. Так как же узнать, когда его менять? Как вы защитите себя от этих больших счетов? Вы не можете!
Если вам не посчастливилось пострадать от повреждения блока IRD (раздаточной коробки) или заднего дифференциала , был ли ваш пробег более 70 000 миль? Был ли ранее заменен блок вискомуфты (VCU) ? Если ваш пробег был более 70 000 миль, и вы никогда не меняли вискомуфту (VCU), то это, как правило, было причиной вашего пустого кошелька! И если вы все еще не замените свой блок вискомуфты (VCU) и не установите новый блок IRD (раздаточная коробка) или задний дифференциал, то почти наверняка то же самое скоро произойдет снова!
Главное всегда покупать новую или восстановленную вискомуфту (VCU) , в которой была заменена вязкостная жидкость.
Таким образом, вы знаете, что у вас есть еще 70 000 миль беззаботного вождения, не беспокоясь о повреждении вашей дорогой трансмиссии.
Итак, что бы вы ни делали, НЕ покупайте подержанный узел вискомуфты (VCU) для вашего Land Rover Freelander только для того, чтобы сэкономить несколько фунтов — это может оказаться самой дорогой экономией, которую вы когда-либо делали!
Теперь, если вы не можете прийти к выводу, что покупка подержанного VC — не ЛУЧШАЯ идея, а покупка старого по завышенной цене, такого как F Freelander, на самом деле , — не очень хорошая идея, тогда, во что бы то ни стало, вперед. Значит ли это, что все они плохие? Нет, значит ли это, что люди НЕ добились успеха в их восстановлении? нет, но сделайте себе одолжение и попробуйте загрузить свой, прежде чем рисковать своими другими дорогими частями или, возможно, своей жизнью.
Однако для тех, кто настроен скептически, у нас скоро появится вариант: Заготовка VC.
Оставайтесь с нами, чтобы узнать больше!
- #фрилендер
- #ВК
- #вязкостная муфта
- #вагован
Висковеркштат Керн
История
Уже в 1917 января американский изобретатель Мелвин Л. Севери получил патент на вязкостную гидромуфту. Однако в то время единственными доступными маслами были вязкие масла минерального происхождения, которые плохо подходили для передачи высоких крутящих моментов. Это связано с тем, что, с одной стороны, вязкость уменьшается при повышении температуры, а с другой стороны, более высокие температуры вызывают распад.
Только чудеса современной химии сделали возможным прорыв этой идеи. Теперь силиконовое масло можно было производить синтетическим путем.
Поэтому была доступна жидкость, устойчивая к самым высоким температурам, а также очень мало теряющая свою вязкость при нагревании. Тем не менее, использование силиконового масла в лучшем случае является компромиссным решением, так как его псевдопластичность на самом деле нежелательна.
Таким образом, более высокие разности скоростей вращения (скорости сдвига) вызывают явное снижение вязкости, за которым следует регрессивное увеличение передаваемого приводного крутящего момента. Противоположное поведение, называемое «дилатантным», было бы идеальным для использования в вязкостной муфте. К сожалению, не существует известных дилатантных жидкостей, которые реагируют так же химически стабильно, как силиконовое масло, при использовании при особых нагрузках вязкостной муфты.
Основная идея была снова подхвачена компанией «Harry Ferguson Developments» в 70-х годах, и родилась современная вязкостная муфта, использующая силиконовое масло в качестве передающей среды. В автомобильной промышленности вязкостная муфта впервые использовалась в основном в качестве преобразователя крутящего момента, гасителя колебаний и вентилятора вязкостного охлаждения.
В начале 80-х после многочисленных разработок были найдены новые применения в автомобилях с полным приводом:
Вискомуфта дифференциала повышенного трения (VLSD):
Блокировка дифференциала, чувствительная к скорости
Вязкостная трансмиссия:
Средний дифференциал и блокировка дифференциала между передним и задним мостом
Кстати, первым автомобилем с вязкостной трансмиссией был не VW-T3 Syncro, а AMC Eagle, который считается предшественником современных внедорожников. Выпускался с 1979 по 1987 год.
Функциональность
Вискомуфта по своей конструкции очень похожа на многодисковое сцепление (известное по мотоциклам). Единственное отличие состоит в том, что крутящий момент передается за счет силы сдвига жидкости, а не за счет механического трения.Свободный внутренний объем вискомуфты примерно на 90% заполнен силиконовым маслом.
На самом деле, классифицировать силиконовое масло как «масло» довольно неправильно, потому что это слово заставляет вас думать о чем-то жирном или смазочном.
Однако из-за слабых межмолекулярных сил несущая способность пленки силикон-стена довольно низкая, поэтому ее можно было бы назвать антисмазкой, особенно если смотреть на комбинацию материалов сталь-сталь. Входной переменной для передаваемого крутящего момента в вязкостной муфте является исключительно изменяющаяся разность скоростей между двумя осями. Что касается поведения передачи, мы должны различать два разных режима. В принципе, вязкостная муфта сначала проходит через «вискозный режим» и может переключаться в так называемый «горбовой режим» в случае продолжительного напряжения.
Вискоза-режим:
ТРЕНИЕ ЖИДКОСТИ
Когда корпус и полый вал вязкостной муфты вращаются с одинаковой скоростью, силиконовое масло не подвергается вязкостному сопротивлению. Это связано с тем, что внешние пластины в корпусе соединены с задней осью, а внутренние пластины с передней осью. На практике этот режим никогда не достигается, т.к. постоянно возникают небольшие перепады скорости вращения во время движения (пробуксовка шин, повороты, незначительные различия в размере шин и т.
д.).
Как только внешняя и внутренняя пластины вращаются с разной скоростью, сцепление вызывает внутреннее трение внутри молекул силиконового масла, которое пытается снова уравнять дифференциальную скорость. В этом процессе силиконовое масло подвергается воздействию дополнительных сил сдвига в отверстиях и щелях между пластинами, которые вращаются относительно друг друга.
Силиконовые масла являются псевдопластичными жидкостями, что означает, что их вязкость уменьшается с увеличением напряжения сдвига. Это приводит к отклонению трансмиссии в крутящем моменте. Передаваемый крутящий момент зависит главным образом от мгновенной вязкости силиконового масла и геометрии набора пластин. Тогда снова мгновенная вязкость зависит от базовой вязкости, температуры и напряжения сдвига.
Горбовой режим:
ТВЕРДОЕ ТРЕНИЕ
Внутреннее трение, возникающее в режиме вискозы, заставляет силиконовое масло нагреваться.
Так как силиконовые масла обладают высоким тепловым расширением (примерно в 40 раз больше, чем алюминий), внутри герметичной вязкостной муфты повышается внутреннее давление. Во время этого процесса в основном степень наполнения (например, 90%) вязкостной муфты, которая влияет на скорость увеличения давления. Таким образом, в случае постоянной дифференциальной скорости содержащийся воздух сжимается все больше и больше и создает раствор с силиконовым маслом, пока не будет достигнут эффективный уровень заполнения 100%. В этом состоянии внутреннее давление резко возрастает, так что дальнейший ввод энергии может разрушить вязкостную муфту, которая рассчитана на максимальное внутреннее давление ок. 100 бар. Это приводит к тому, что вязкостная муфта переходит в горбовой режим. В прошлом считалось, что эффект горба связан с дилатантным поведением силиконового масла. Однако эффект горба не имеет ничего общего с внезапными изменениями вязкости, поскольку силиконовое масло является не дилатантным, а наоборот, псевдопластичным.
В действительности происходит несколько сложнее: из-за дестабилизирующего потока внутри вискомуфты создается неоднородное распределение давления. Это приводит к различным зазорам между пластинами. Решающим здесь является тип изготовления пластин: закругленная передняя кромка сверху и острые заусенцы снизу создаются штамповкой. Закругленная кромка работает как гидродинамический смазочный клин, на котором пластина плавает, а острый заусенец соскребает силикон с поверхности соседней пластины.
Если зазоры становятся слишком узкими, силиконовая пленка рвется, вызывая механическое трение между пластинами. Следовательно, передаваемый крутящий момент внезапно увеличивается, в результате чего дифференциальная скорость быстро снижается. На дороге это означает, что застрявший автомобиль теперь можно либо высвободить, либо двигатель заглохнет. Температура падает, и вязкостная муфта возвращается в режим вязкости. Hump-режим предназначен для кратковременного увеличения тяги в экстремальных ситуациях, но также является конструктивным механизмом самозащиты муфты от перегрева.
Недостатки T3 VC
Подавляющее большинство старых вискомуфт Т3 при испытаниях обнаруживают один и тот же дефект:
Чрезвычайная закалка.
Однако это очень распространенное «экстремальное упрочнение» T3-Visco не является признаком старения, а является недостатком конструкции. Это специфическое чрезмерное затвердевание T3-Visco происходит только тогда, когда вязкостная муфта всасывает трансмиссионное масло из переднего дифференциала.
Проблема «маслососа» была замечена в Steyr-Daimler-Puch (SDP) в конце 80-х годов, поэтому она также была исследована в дипломной работе.
Заключение, Дипломная работа, Таллер Замечательный вывод состоял в следующем: при зимних температурах наружного воздуха в вискомуфте образуется статический вакуум из-за высокого теплового расширения силиконового масла. Этот вакуум усиливается во время запуска. Из-за вакуума вискомуфта всасывает порции трансмиссионного масла на фазе холодного хода и со временем выходит из строя. Эта проблема не зависит от пробега. При эксплуатации на короткие расстояния чрезмерное затвердевание вязкостной муфты может произойти уже через 2000 км (около 1243 миль). Однако результаты этого расследования были получены слишком поздно, летом 19 г.90. Поэтому SDP не предпринимала никаких дальнейших усилий для решения проблемы.
Тестовая установка: Простая тестовая установка с манометром показывает серьезность проблемы.
На первом этапе к вязкостной муфте, заполненной при комнатной температуре 16°C (61°F), прикладывали избыточное давление 1 бар (14,5 фунт/кв. дюйм). Для проверки абсолютной герметичности установки вискомуфту погружали в водяную баню. Признаков течи не было.
На втором этапе моделировали вождение зимой, поместив вискомуфту на ночь в холодильник при арктических температурах -15°C (5°F).
В результате этого охлаждения манометр показывал резкое падение давления. Остаточное давление составляло 0,15 бар (2,18 фунтов на квадратный дюйм). Таким образом, разница температур в 31°C (56°F) уже вызывает падение статического давления на 0,85 бар (12,3 PSI). После повторного нагрева давление возвращается к 1 бару (14,5 фунтов на кв. дюйм).
Обычный метод заполнения при атмосферном давлении и комнатной температуре означает, таким образом, скрытую опасность непоправимого чрезмерного затвердевания вискомуфты зимой.
Наш подход: Для предотвращения «подсоса масла» из-за разрежения вискомуфта заполняется через специальный клапан 9.
0020 . Это позволяет создать в вискомуфте небольшое статическое избыточное давление. Кроме того, мы можем регулировать статическое давление в зависимости от температуры окружающей среды с помощью специального клапана.
По сравнению с заводской настройкой SDP в то время, сегодня нам нужно другое количество наполнения и скорректированная вязкость. Но на стенде отработать эту модификацию вполне решаемая задача.
Недостатки T4 VC
Мягкая характеристика Хотя вискомуфта T4 Syncro не имеет конструктивных недостатков (в отличие от T3 Syncro), она часто работает на пределе своих возможностей, когда речь идет о пересеченной местности.
Заводская регулировка вискомуфты, которая передает примерно 400 Нм (при 10 об/мин), достаточна для обледенелых дорог зимой, но перенапряжена на пересеченной местности, такой как грязь, песок и глубокий снег.
Особенно тяжелые и тюнингованные автомобили страдают от длительной пробуксовки передних колес, пока задняя ось медленно не включается. Обычно один тогда уже застрял.
Поэтому мы также предлагаем Sport-VC для тюнингованных и тяжелых автомобилей с ABS, которая реагирует намного быстрее, чем стандартная вискомуфта. 3 варианта (Standard, Sport, Super-Sport) подробно описаны в разделе часто задаваемых вопросов, чтобы упростить выбор автобуса для вашего автомобиля. Фабрика и +25% (Спорт-ВК) Factroy и +50% (Super Sport-VC)
Повышенная температура горба В отличие от быстро вращающейся вязкостной муфты T3 Syncro, T4 Syncro гораздо чаще использует функцию автоматической блокировки VC (Hump-mode) при движении по бездорожью.
Возникающие пики высоких температур в Hump-режиме вызывают преждевременный износ силиконового масла. Что приводит к повышению температуры горба. С новой вискомуфтой температура Hump составляет около 40 °C. Из-за интенсивного использования силиконовое масло может изнашиваться, температура горба может подниматься до 80°С и выше. Повышенная температура Hump может привести к тому, что автобус будет копаться в труднопроходимой местности, в то время как функция автоматической блокировки (режим Hump) срабатывает слишком поздно, когда задняя ось уже застряла.
Вот почему мы тщательно устанавливаем температуру Hump на нижний предел допуска. Кроме того, мы наполняем вискомуфту инертным газом вместо обычного воздуха, чтобы повысить термостойкость силиконового масла.
Ржавая втулка вала Самый серьезный недостаток касается оголенной, малозаметной втулки вала на стальной крышке вискомуфты. Из-за суровых условий окружающей среды на днище автомобиля втулка вала имеет тенденцию ржаветь. Со временем коррозия сползает на кромки уплотнения вала, из-за чего часто начинается незамеченная утечка трансмиссионного масла из дифференциала. Кроме того, из-за вращения и центробежных сил трудно распознать постоянную потерю масла.
масляный шлам из-за повреждения уплотнения вала
Отсюда возникают многие повреждения заднего дифференциала. Практический опыт показал, что уровень масла в задних дифференциалах T4 Syncro почти всегда слишком низкий. В некоторых случаях дифференциалы были почти сухими.
Мы устранили этот недостаток, заменив стандартную втулку, подверженную ржавчине, на специально изготовленную для нас из нержавеющей стали. Поверхность втулки из нержавеющей стали дополнительно отшлифована и закалена по специальной технологии для предотвращения появления признаков нержавеющей стали.
втулки из нержавеющей стали
Срок службы
Steyr-Daimler-Puch протестировала долговечность вязкостной муфты T3 Syncro в дипломной работе при определенных условиях эксплуатации. Исследования показали, что срок службы вискомуфты зависит от дифференциальной скорости, потерь мощности и высоты горбатого момента. Однако в принципе мы должны различать две отдельные категории срока службы:
ВЯЗКАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ РАБОТА Срок службы вязкостной муфты в режиме вязкости (жидкостное трение) в основном зависит от износостойкости силиконового масла, так как старение силиконового масла приводит к медленному затвердеванию вязкостной муфты.
Следовательно, увеличение вязкости масла из-за окисления кислорода вызывает увеличение передаваемого крутящего момента с течением времени.Однако такое нежелательное поведение можно наблюдать только при использовании вязкостных муфт, газовый пузырь которых состоит из обычного окружающего воздуха.
Все наши вискомуфты заполнены инертным газом. Это предотвратит постепенное загустевание силиконового масла из-за окисления.
В случае вязкостной муфты T3 стальная крышка вздувается до того, как X-образные кольца выходят из строя, и из VC начинает вытекать силиконовая жидкость.
У T4 Syncro тоже сначала выпирает стальная крышка, но потом обычно рвется алюминиевый корпус.