Как работает гидромуфта вентилятора охлаждения

Вязкостная муфта является механическим устройством, передающим вращающий момент с использованием особой вязкой жидкости. Зная, как проверить вискомуфту вентилятора охлаждения, вполне можно самостоятельно определить причину её некорректного функционирования, после чего решить вопрос о целесообразности проведения и объёме ремонтных работ.

Вискомуфта вентилятора охлаждения: где находится и как работает

Изменение скорости вращения вентилятора производится плавно, бесступенчато, мгновенного включения и выключения вентилятора с вискомуфтой никогда не происходит

В полноприводной трансмиссии легковых транспортных средств с продольным положением двигателя стандартной вязкостной муфтой выполняются функции эрзац-дифференциала или специального блокировочного элемента, дополняющего обычный дифференциал. Тем не менее, с конструктивной точки зрения устройство представлено множеством круглых ведущих и ведомых пластинчатых элементов с выступами и отверстиями, которые располагаются внутри полностью водонепроницаемого корпуса, наполненного дилатантной жидкостью.

Скорость вращения вентилятора зависит от нагрева двигателя: чем сильнее нагрета вискомуфта, тем больше открывается впускной канал, и тем больше жидкости поступает в рабочую камеру.

При отсутствии или незначительном объёме автомобильного масла внутри рабочей камеры наблюдается свободное вращение приводного диска. Только в процессе постепенного прогрева двигателя и повышения температурного режима тосола происходит нагрев биметаллической пластины и её расширение, что вызывает раскрытие впускной клапанной системы, проникновение рабочей жидкости внутрь камеры и увеличение скорости вращательных движений вентилирующей крыльчатки. При уменьшении сцепляющего коэффициента заметно увеличивается разница в частоте вращения корпуса и приводного вала вискомуфты, что замедляет работу вентиляторной крыльчатки.

Как проверить вискомуфту (на примере «УАЗ Патриот»)

Система двигательного охлаждения автомобиля «УАЗ Патриот» оснащается стандартной вязкостной муфтой с вентилятором. Это устройство осуществляет надёжную защиту от перегрева посредством включения при выходе температуры двигателя за пределы установленных рабочих показателей. Вязкостная муфта не имеет жёсткого соединения с коленвалом, а запуск холодного мотора вызывает её вращение на малой скорости.

Применение вискомуфты снижает к минимуму роль жалюзи перед радиатором охлаждения, хотя в УАЗах с постоянным приводом вентилятора водителю постоянно приходится управлять жалюзи

Самостоятельно диагностировать в штатном режиме поломку вязкостной муфты очень непросто, но существует несколько способов, позволяющих легко убедиться в работоспособности такого устройства. Чтобы проверить вискомуфту вентилятора охлаждения «УАЗ Патриот», следует присмотреться к состоянию оборотов механизма в условиях включённого холодного и разогретого двигателя.

При холодном движке не могут проявляться посторонние шумы, а оборотистость сохраняется на оптимальных показателях. На разогретом моторе возможно возникновение сбоёв в оборотах или появление нехарактерных звуков.

Чаще всего подобные проблемы вызывает несвоевременная смена масла или поломка подшипников.

К числу основных причин некорректной работы устройства можно отнести и протекание силиконовой жидкости или избыточное уплотнение сальников.

Исправление неполадок своими руками

Стандартная разборка вязкостной муфты предполагает извлечение устройства, демонтаж крыльчатки, выкручивание пары крепёжных шпилек, слив рабочей жидкости, тщательную промывку внутренней части бензином и просушивание. После заливки нового силиконового масла ПМС-10000 устройство монтируется обратно.

Чтобы устранить неполадки в работе вискомуфты или выполнить её замену, необходимо сначала снять устройство:

Демонтировать кожух вентилятора, удалив штифты и сняв распорные зажимы.

Чтобы ключ подошёл, его концы можно обточить болгаркой

Прижать ремень нужно между шкивом виски и шкивом ГУРа

Ключ вставить сверху между двумя лопастями

Если причиной некорректной работы вискомуфты является утечка из основания силиконовой жидкости, то выполняются следующие действия:

1. Разбирается демонтированная из водяного насоса вязкостная муфта.
2. Аккуратно снимается штифт, так как на поверхности устройства располагается пластина с пружиной, прикрывающей отверстие.
3. Устройство ставится горизонтально, а внутрь при помощи специального шприца аккуратно и медленно заливается смазка в количестве 15–30 мл.
4. С поверхности при помощи ветоши удаляется вся излишняя силиконовая жидкость.
5. После установки штифта устройство монтируется на прежнее место.

При наличии несвойственных разнообразных шумов в радиаторе охлаждения потребуется выполнить замену подшипника. С этой целью необходимо слить масло и разобрать узел при помощи специального съёмника. После установки нового подшипника устройство монтируется в обратном порядке, после чего заливается новая силиконовая жидкость.

Специальное автомобильное устройство — вязкостная муфта, вращающая при помощи жидкости охлаждающий вентилятор, достаточно часто выходит из строя. Самостоятельно удаётся устранить только самые простые поломки, поэтому в наиболее сложных случаях необходимо обращаться в сервисный центр к автомеханикам, специализирующимся на работе с такими видами устройств.

Как устроена муфта вентилятора Toyota и каков ее принцип действия? Поскольку эта тема все еще вызывает порой вопросы, попробуем разобраться.

Вентилятор с ременным приводом, обычно совмещенный с насосом охлаждающей жидкости, традиционно устанавливались на большинство моделей с продольным расположением силового агрегата. Если бы крыльчатка вентилятора жестко соединялась с приводным шкивом, то частота его вращения была прямо пропорциональна оборотам коленчатого вала — такое охлаждение было бы чрезмерно эффективно, особенно на больших оборотах и при низкой температуре за бортом. Поэтому, для регулировки интенсивности потока воздуха, проходящего через радиатор, между шкивом и крыльчаткой устанавливается вязкостная муфта.

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.

Ротор муфты жестко крепится 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.

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.

Примечание. 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.

Евгений, Москва
© Легион-Автодата

• Принцип работы гидромуфты вентилятора
• История появления гидромуфты
• Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта
• Какими достоинствами и недостатками можно охарактеризовать гидравлическую муфту

Гидравлическая муфта – это закрытое устройство автоматической и полуавтоматической коробки передач. Это устройство применяется для передачи крутящего момента от ведущего вала мотора к АКПП. В нем между ведомым и ведущим валами отсутствует жесткая связь, из-за этого вращение передается от одной оси к другой мягко и равномерно, без толчков и рывков.

История появления гидромуфты

Появление гидромуфты связано с особенностями развития судостроения в конце 19 века. Во время возникновения на кораблях морского флота паровых машин появилась потребность в новом вспомогательном устройстве, которое могло бы мягко передавать крутящий момент от парового двигателя к огромному и тяжеловесному гребному винту, находящемуся в воде. Таким механизмом стала гидравлическая муфта, которую предложил в 1905 году инженер и изобретатель из Германии Герман Феттингер. Спустя некоторое время это устройство начали устанавливать в автобусы, а потом на дизельные локомотивы и автомобили, чтобы обеспечить им более плавное начало движения.

Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта

Гидромуфта вентилятора находится в середине вентилятора. Гидравлическая муфта состоит из 3 основных элементов:

• Ведущее (насосное) колесо

• Ведомое (турбинное) колесо

Гидравлическая муфта является очень простым компонентом гидромеханической трансмиссии. Крутящий момент и на ведущем, и на ведомом валу гидравлической муфты одинаков, а это значит, что гидравлическая муфта не изменяет крутящего момента, передаваемого через нее с вала мотора на коробку передач.

Насаженное на вал мотора аналогично ведущему диску сцепления ведущее колесо крутится внутри герметичного картера гидравлической муфты, тем самым приводя направляющими лопатками в движение масло, заполняющее гидравлическую муфту. Вязкое масло поступает на турбинные лопатки турбинного колеса, передавая им кинетическую энергию ведущего колеса, в итоге турбинное колесо начинает вращаться.

Если обороты мотора увеличиваются, движение масла внутри гидравлической муфты усложняется. Бывает переносное и относительное движение. Переносное движение масла образуется при работе вращающихся лопаток ведущего колеса. А относительное образуется под воздействием центробежных сил – масло движется от центра ведущего колеса к его периферии.

Итак, сумма скорости движения масла, отбрасываемого лопатками ведущего колеса на турбинные лопатки турбинного колеса, равна векторной сумме скоростей этих двух движений. На деле это значит, что когда частота вращения насосного колеса увеличивается, то увеличиваются две составляющие суммарной скорости движения масла, но увеличивающаяся скорость относительного движения уменьшает коэффициент полезного действия гидравлической муфты, так как доля кинетической энергии лопаток ведущего колеса тратится на центробежное передвижение масла.

Какими достоинствами и недостатками можно охарактеризовать гидравлическую муфту

В настоящее время гидравлические муфты устанавливают на машины с поуавтоматическими коробками передач (например: грузовые машины, автобусы, реже на легковые). Основным плюсом гидравлической муфты считается возможность плавной перемены крутящего момента, переходящего на трансмиссию от мотора. Еще важной положительной стороной гидравлической муфты считается ограничение наибольшего передаваемого крутящего момента.

Другими словами, это устройство никогда не сможет передать очень большое вращение, которое может повредить трансмиссию. Оно предохраняет от перегрузки приводной двигатель (в особенности в момент запуска). Также плюсом является простота конструкции гидравлической муфты.

Самым существенным минусом гидравлической муфты является невысокий КПД по сравнению с механической муфтой, обладающей жесткой связью ведущего и ведомого вала. Именно из-за этого на современные автомобили их практически не устанавливают. Крутящий момент, а точнее, некоторая его часть, просто-напросто используется ею для перемешивания масла. Взамен того, чтобы преобразоваться в полезный крутящий момент на выходном валу, энергия верчения превращается в тепло, это вызывает нагрев корпуса муфты. Естественно, это влечет за собой увеличение расхода горючего.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.