Как работает гидромуфта привода вентилятора


Гидромуфта вентилятора охлаждения принцип работы - Спецтехника

Содержание

  • 1 Как проверить вискомуфту вентилятора охлаждения
  • 2 Как работает вискомуфта вентилятора: устройство, принцип работы, неисправности. Как проверить вискомуфту охлаждеия радиатора
  • 3 Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения радиатора и её замена на электровентилятор
  • 4 Как работает вискомуфта вентилятора радиатора и полного привода
  • 5 Вискомуфта вентилятора, как работает, как сделать ремонт своими руками. Вискомуфта вентилятора. Что такое вискомуфта вентилятора, причины ее поломки и самостоятельный ремонт
  • 6 Вискомуфта 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:

  1. Демонтировать кожух вентилятора, удалив штифты и сняв распорные зажимы.

    Чтобы ключ подошёл, его концы можно обточить болгаркой

  2. Зафиксировать приводной ремень в неподвижном положении прижатием к помповому шкиву.

    Прижать ремень нужно между шкивом виски и шкивом ГУРа

  3. Ключом на 32 отвинтить гайки, фиксирующие вентилятор на ступице помпы.

    Ключ вставить сверху между двумя лопастями

  4. Вращательными движениями снять крыльчатку вентилятора и извлечь вискомуфту.

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.

  • Владимирович75
  • Распечатать

Источник: https://vazweb.ru/desyatka/obschee/kak-proverit-viskomuftu-ventilyatora-ohlazhdeniya.html

Как работает вискомуфта вентилятора: устройство, принцип работы, неисправности. Как проверить вискомуфту охлаждеия радиатора

Вязкостная муфта в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется в качестве альтернативы электрическому вентилятору. Рассмотрим, как работает вискомуфта вентилятора, ее устройство, возможные неисправности, преимущества и недостатки.

Роль в системе охлаждения ДВС

Вентилятор с вискомуфтой устанавливается на автомобили с продольным расположением двигателя (обычно это полноприводные и заднеприводные модели).

При такой компоновке шкив вентилятора радиатора целесообразней всего соединить со шкивом водяной помпы.

Как известно, вращение водяной помпе передается сервисным ремнем от шкива коленчатого вала.

Недостаток такой конструкции в том, что скорость вращения крыльчатки вентилятора всегда будет пропорциональна оборотам коленчатого вала.

Подобное устройство приведет к тому, что на высоких оборотах в условиях холодного воздуха двигатель будет чрезмерно охлаждаться, что снизит его КПД.

К тому же постоянное соединение крыльчатки и шкива коленчатого вала увеличит механические потери на трение, что будет отнимать мощность и повышать расход топлива.

Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.

Вал с соединительным фланцем крепится к приводу помпы охлаждения, поэтому его скорость вращения всегда пропорциональна оборотам коленчатого вала.

К валу, в свою очередь, крепится приводной шкив, который вращается в рабочей камере. Рабочая и резервная камеры разделены пластинами.

Переход между камерами возможен только через впускные клапаны и возвратные каналы. Изначально резервная камера заполнена специальным силиконовым маслом.

Приводной шкив, или диск, как его еще называют, имеет по окружности косые зубья, которые при вращении позволяют выгонять масло обратно в резервную камеру.

Поверхность приводных дисков, как и делительных пластин, имеет специальные ребра, которые превращают рабочую камеру в своеобразную сеть лабиринтов, по которым циркулирует силиконовое масло.

Корпус муфты, к которому и крепится крыльчатка вентилятора, соединяется с валом (ротором вискомуфты) посредством обычного шарикового подшипника.

Впускные клапаны соединены с биметаллической пластиной, которая располагается в передней части корпуса вискомуфты.

При нагреве пластина расширяется, что приводит к увеличению пропускного сечения клапанов.

Свойства силиконового масла

Основная особенность силиконовой жидкости, использующейся в вискомуфтах вентиляторов, – термостойкость и вязкостная стабильность. С изменением температуры масло лишь незначительно изменяет свою вязкость.

В работе вискомуфты силиконовое масло исполняет роль связывающего вещества, позволяющего создать между приводным диском и разделительными пластинами, соединенными с корпусом, трение.

Несмотря на то что между корпусом и приводным шкивом всегда будет некоторая степень проскальзывания, созданного коэффициента сцепления достаточно для зацепления корпуса муфты с приводным валом.

В некоторых источниках указывается, что с повышением температуры масло расширяется, что и провоцирует вязкостное зацепление приводного диска с корпусом вискомуфты.

Подобное понимание принципа работы вискомуфты вентилятора охлаждения является ложным и возникло, скорее всего, из-за сравнения вискомуфты вентилятора с вязкостными муфтами раздаточных коробок полноприводных автомобилей. В вискомуфтах дифференциалов используется дилатантная жидкость, вязкость которой сильно зависит от скорости деформации сдвига.

Читайте также  Принцип работы ГРМ дизельного двигателя

Принцип работы

Когда рабочая камера не заполнена маслом, приводной диск свободно вращается в рабочей камере.

Небольшое количество масла все же присутствует, но коэффициент сцепления приводного шкива с корпусом вискомуфты минимален, поэтому с повышением оборотов двигателя скорость вращения крыльчатки не увеличивается.

Процесс прогрева двигателя и увеличения температуры тосола в радиаторе сопровождается нагревом биметаллической пластины.

Нагреваясь, пластина расширяется, что приводит к открытию впускного клапана и увеличению количества рабочей жидкости, проникающей из резервной в рабочую камеру.

Возникающее между приводным диском и разделительными пластинами трение приводит к увеличению скорости вращения корпуса и крыльчатки вентилятора.

Когда двигатель нуждается в максимальном охлаждении, биметаллическая пластина изогнута настолько, чтобы обеспечить максимальное проходное сечение впускных клапанов.

В таком случае разница частоты вращения вала и корпуса вискомуфты минимальна, поэтому повышение оборотов коленчатого вала приводит к практически равнозначному увеличению скорости вращения крыльчатки вентилятора.

Снижение температуры набегающего воздуха приводит к постепенному возврату биметаллической пластины в исходное положение.

Соответственно, уменьшается проходное сечение впускных клапанов, жидкость перегоняется в резервную полость.

Уменьшение коэффициента сцепления приводит к увеличению разницы частоты вращения приводного вала вискомуфты и корпуса – крыльчатка вентилятора замедляется.

Устройство вискомуфт вентиляторов Toyota предполагает наличие двух рабочих камер (в первых вариантах конструкции была только одна камера).

  • Биметаллическая пластина в «холодном» состоянии.
  • Пластина разогрета теплым воздухом, открыт впускной клапан передней камеры.
  • Коэффициент температурного расширения соответствует максимальному режиму охлаждения. Открыт клапан задней камеры.

Почему вискомуфта вращается на холодную

Многие владельцы автомобилей с механическим приводом вентилятора системы охлаждения, скорее всего, замечали, что после запуска холодного двигателя вентилятор крутится с большой скоростью.

Спустя некоторое время после прогрева двигателя, количество оборотов крыльчатки уменьшается, поэтому может показаться, что подобное явление идет в разрез с описанным выше принципом работы вискомуфты вентилятора.

Такой эффект возникает из-за того, что во время простоя масло самотеком стекает в нижнюю рабочую камеру, поэтому сразу после запуска крыльчатка и корпус вискомуфты будут вращаться до того времени, пока масло перекачается обратно в резервную секцию.

Преимущества

Обороты крыльчатки подстраиваются под фактический температурный режим двигателя, что позволяет:

  • уменьшить расход топлива;
  • снизить уровень шума;
  • уменьшить потери мощности.

Установка вискомуфты в системе охлаждения позволяет уменьшить нагрузку на генератор и снизить себестоимость авто, исключив затраты на электропривод крыльчатки, проводку.

Недостатки

Многие сетуют на ненадежность вискомуфты, забывая, что система с электровентилятором также периодически нуждается в ремонте. Наиболее распространенная поломка – утечка рабочей жидкости.

Несмотря на то что большинство муфт вязкостного типа неразборные, существуют проверенные технологии восстановления работоспособности системы. В случае износа поддается восстановлению и подшипник.

Именно поэтому важно знать способы проверки и ремонта вискумуфты вентилятора радиатора.

Источник: http://AutoLirika.ru/teoriya/viskomufta-ventilyatora.html

Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения радиатора и её замена на электровентилятор

В современных легковых автомобилях в системе охлаждения двигателя применяются электрические приводы вентилятора радиатора.

На российских автодорогах можно встретить машины, оборудованные вискомуфтой, как средством привода вентилятора охлаждения радиатора.

Такие муфты, вследствие конструктивных особенностей, могут быть установлены только на автомобили с продольной установкой двигателя, то есть, с задним приводом. Большинство авто сейчас имеет передний привод, поэтому вискомуфту в системе охлаждения двигателя можно увидеть не часто.

Не на каждом СТО есть специалисты, которые знают как проверить вискомуфту вентилятора охлаждения на работоспособность, выполнить её техническое обслуживание и ремонт.

Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения

Данное устройство иногда именуют «вязкостная муфта». Ее ротор с помощью ременной передачи соединен со шкивом коленчатого вала двигателя. На некоторых автомобилях она устанавливается непосредственно на вал коленвала или распредвала.

Конструкция вискомуфты имеет два диска, находящихся на близком расстоянии друг с другом, но механически не связанных между собой. Они расположены в закрытой полости.

Один из дисков механически соединен с ротором привода и коленвалом (распредвалом). Другой диск приводит во вращение крыльчатку вентилятора, охлаждающего радиатор.

Так как диски механически никак не связаны, то теоретически вращение двигателя передаваться на вентилятор не будет, он будет неподвижен.

— что такое визкомуфта и её принцип работы:

При нагревании вязкостной муфты изменяются геометрические размеры биметаллической пластины, которая в ней установлена.

Она открывает канал для поступления в полость, где находятся диски, вязких гели или масла, которые по мере заполнения полости вязко связывает диски.

Для большего зацепления на дисках расположены дополнительные ребра или гребни, которые увеличивают степень зацепления.

— как работает вискомуфта вентилятора охлаждения:

По мере остывания, гель откачивается из камеры под действием центробежных сил, и вязкое соединение прекращается.

Типовая конструкция вискосуфты, изображенная на рисунке, позволяет легче понять принцип её работы:

Где:

1 — пружина;

2 — биметаллическая пластина;

3,4 — впускные каналы B и А;

5 — камера;

6,7 — возвратные каналы;

8 – задняя пружина;

9 – передний резервуар;

10,16 — роторы;

11 — корпус;

12 — вал ротора;

13 — корпус подшипника;

14 — задний резервуар;

15 — задняя пластина;

17 — передняя пластина;

18 — крышка.

В целом конструкция довольно сложная, поэтому стоимость новой вискомуфты высока.

В некоторых случаях при неисправности вязкостной муфты, не позволяющей произвести ее восстановление, при отсутствии аналогов автовладельцы вынуждены переоборудовать автомобиль на систему с электровентилятором.

Основные причины неисправности

Если производить своевременное регламентное обслуживание вискомуфты, ее ресурс составляет не менее 200.000 километров пробега.

Учитывая, что большинство автомобилей, на которых установлены такие приводы, имеют солидный пробег, владельцы этих авто сталкивались с проблемами вискомуфт не раз.

К основным причинам неисправности можно отнести:

  • естественный износ;
  • изменение параметров биметаллических пластин;
  • износ подшипника;
  • биения крыльчатки вентиляторов (частичное разрушение крыльчатки);
  • вытекание геля, несвоевременная заправка, изменение структуры геля;
  • механические повреждения.

Также преждевременному отказу от  работы может сопутствовать засорение  зоны обдува ячеек радиатора, загрязнение конструкции самой муфты.

Главный признак неисправности вискомуфты – перегревание двигателя.

Это происходит, в основном, если вытек гель, либо не вовремя срабатывает биметаллическая пластина.

  В таком случае, вентилятор при повышении температуры двигателя не начинает вращаться либо вращается на малых оборотах, не обеспечивая нормальное охлаждение радиатора.

Обратная неисправность, когда вентилятор начинает вращаться на непрогретом двигателе, часто происходит при изменении физических параметров геля, выходе из строя многочисленных узлов вискомуфты, застывании смазки.

Преимущества и недостатки

Неисправность системы охлаждения является критической неисправностью автомобиля, при которой дальнейшее самостоятельное движение продолжать невозможно. Поэтому основная потребительская характеристика вискомуфты – надежность. С этой позиции, она выше, чем в случае электропривода вентилятора радиатора.

Многим автовладельцам знакома проблема, когда после зимнего сезона приходится ремонтировать электроприводы вентиляторов радиатора, электронную схему управления системой охлаждения двигателя. В системе вязкостной муфты электрики и электроники нет, это большой плюс.

Другим преимуществом вискомуфты является большая мощность, которую она может обеспечить на валу вентилятора.

Теоретически эта мощность может быть равна всей мощности на валу двигателя внутреннего сгорания, то есть несколько киловатт. Электродвигатели вентиляторов радиатора легковых автомобилей имеют мощность порядка нескольких десятков Ватт.

Поэтому в мощной сельскохозяйственной, строительной, военной технике до сих пор не отказались от применения вискомуфт.

Недостатки вискомуфты:

  • сложность технического исполнения, трудность ремонта, проще и дешевле  заменить её агрегатно (целиком);
  • имеет большую массу, оказывает механическую нагрузку на вал;
  • контроль температуры её включения не обладает достаточной точностью;
  • повышенная шумность на высоких оборотах двигателя;
  • при проведении регламентных работ необходимо производить заправку (дозаправку) вискомуфты гелем или маслом определенной вязкости, такие технические характеристики в справочниках найти сложно;
  • дополнительный отбор мощности двигателя.

Эти и другие недостатки практически вытеснили вязкостные муфты из систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей.

Восстановление работоспособности системы охлаждения двигателя

В случае отказа работы вискомуфты в первую очередь следует произвести её дозаправку маслом или гелем. Точных рекомендаций на этот счет нет, обычно приходится экспериментировать.

Можно попробовать найти узких специалистов, но проще и дешевле найти б/у-шную на разборке. Если поиски исправной вискомуфты безрезультатны, можно подумать о замене системы охлаждения на обычную, с электрическим приводом.

— замена вискомуфты на электровентилятор на BMW:

Можно установить электрическую систему охлаждения по упрощенному сценарию. Для этого понадобятся следующие комплектующие:

  • вентилятор охлаждения с электроприводом, который можно приспособить к вашему радиатору;
  • комплект проводов сечением не менее 6 кв.мм.;
  • предохранитель на 40 Ампер;
  • автомобильное реле на ток не менее 30 Ампер;
  • термореле, можно жигулевское на температуру срабатывания 87 градусов Цельсия.

Термореле можно установить на радиатор либо на металлическую поверхность возле термостата методом приклеивания.

Далее необходимо собрать электрическую схему включения вентилятора аналогичную вазовской.

Такая простейшая схема без отказа может прослужить сезонов пять.

Рекомендации

Постоянно проверяйте момент срабатывания вязкостной муфты, особенно в теплое время года, контролируйте температуру двигателя в пробках.

В случае приближения ее к критическим значениям всерьез задумайтесь о замене вискомуфты на электрическую систему.

Читайте также  Фазовращатель ДВС принцип работы

Кстати, эти две системы могут работать параллельно для большей надежности.

Читайте какой автомобильный FM-трансмиттер  лучше выбирать для использования.

Почему горит лампочка заряда аккумулятора и что делать в таких случаях.

Как настроить автозапуск  https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/aksessuary-i-gadzhety-dlya-avto/signalizaciya-starline-s-avtozapuskom.html на сигнализации Старлайн.

— замена вискомуфты вентилятора охлаждения на Тойота Марк 2:

Может заинтересовать:

Источник: https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/viskomufta-ventilyatora-princip-raboty.html

Как работает вискомуфта вентилятора радиатора и полного привода

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.

Как видно из него, устройство вискомуфты представляет собой герметичный корпус, в котором располагаются два ряда дисков.

Каждый из них связан или с ведомым, или с ведущим валом.

Ведущие и ведомые диски перемежаются между собой, на каждом из них имеются специальные выступы и отверстия, а расстояние между их плоскостями минимальное.

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

В этом случае вискомуфта ставится на одном мосту между дифференциалом и одной из полуосей.

При вхождении на большой скорости в поворот сцепление внутреннего колеса ухудшается, и оно начинает пробуксовывать.

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.

В результате этого вискомуфта вентилятора перестает блокировать крыльчатку, она начинает проскальзывать, и процесс охлаждения радиатора прекращается. Таким образом, получается, что режим работы вентилятора охлаждения зависит от температуры ОЖ.

Просмотрев видео,

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.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/nuzhno-znat/viskomufta-princip-raboty.html

Вискомуфта вентилятора, как работает, как сделать ремонт своими руками. Вискомуфта вентилятора. Что такое вискомуфта вентилятора, причины ее поломки и самостоятельный ремонт

Вискомуфта вентилятора является важным элементом системы охлаждения транспортного средства.

Она координирует работу вентилятора, которая зависит от температуры окружающей среды и нагрева мотора.

Чем выше температура мотора, тем интенсивнее вентилятор должен работать, дабы охладить двигатель и не допустить его перегрева.

На сегодняшний день, большинство автолюбителей имеет лишь абстрактное представление о вискомуфте вентилятора. И лишь некоторые водители знают, что такое вискомуфта, как она работает и как ее самостоятельно отремонтировать в случае поломки. 

Вискомуфта вентилятора, как работает вискомуфта

Вискомуфта является специализированным устройством, которое способно вращать охлаждающий вентилятор вследствие использования специальной жидкости.

Прибор отличается круглой формой, имеющей силиконовую основу, которая заполнена смазкой и служит, что бы правильно регулировать вентилятор.

На первый взгляд, принцип работы вискомуфты может показаться сложным, но, на самом деле, это не так — коленчатый вал способен вращаться и передавать энергию первому валу муфты.

Затем, прибор ускоряется, в результате чего, усиливается вязкость силикона внутри него. Далее, происходит блокирование муфты, что способствует вращению второго диска, на котором находится радиаторный вентилятор.

Вискомуфту применяют фактически на всех двигателях, так как такой прибор является достаточно безопасным и надежным.

Если в механизм, который движется, из-за неопытности или неосторожности засунуть руку, прибор остановится, таким образом, предотвращая травму.

Расположена вискомуфта в центре крыльчатки вентилятора, а на ее передней части вмонтирована биметаллическая пружина. Внутри корпуса вискомуфты находятся плоские диски.

Часть из них соединяется с ведомым валом, а другая часть — с ведущим. На их поверхности расположены разнообразные отверстия и выступы.

Кроме того, эти элементы находятся очень близко друг к другу.

Внутренняя силиконовая жидкость способна сгущаться при интенсивном перемешивании и расширятся при нагреве, что создает немалое давление на диски во время работы мотора и сдавливает их вместе.

Вискомуфту изобрел инженер Мелвин Северн в 1917 году в США. Изделие долгое время не признавали, по этому, его не сразу стали применять.

Но, уже в 1965 году, вискомуфта заняла свое место в автомобильном моторе.

На сегодняшний день, вискомуфту можно встретить практически на каждом двигателе, это напрямую связано с важностью функций устройства и качеством выполнения своей работы.

Причины поломки вискомуфты, как обнаружить поломку

После долгого простоя транспортного средства, необходимо поменять масло в вискомуфте, а также, проверить ее состояние и работу в целом. Также, она может выйти из строя в результате износа или по каким-либо другим причинам.

Очень непросто диагностировать поломку вискомуфты в штатных условиях, однако, существуют способы, как проверить ее работоспособность.

Что бы осмотреть устройство, необходимо обратить внимание на состояние оборотов механизма при включенном холодном и разогретом моторе.

Если мотор холодный, в нем не должно возникать различных посторонних звуков, а обороты должны быть оптимальными. При разогретом двигателе, возможны сбои в оборотах и посторонние шумы.

Подобные проблемы возникают в результате несвоевременной замены масла либо выхода из строя подшипников. Кроме того, причиной поломки может стать протечка силиконовой жидкости или уплотнение сальников.

Замена силиконовой жидкости своими руками, ход работы поэтапно

Если вы обнаружили неисправность в работе вискомуфты, не следует спешить менять деталь на новую. Возможно, вы сможете отремонтировать механизм самостоятельно.

Читайте также  Радиально плунжерный насос принцип работы

Наиболее распространенной причиной выхода вискомуфты из строя считается утечка силиконовой жидкости из основания элемента.

Что бы отремонтировать деталь самостоятельно, следует залить новую жидкость, для чего необходимо выполнить определенный ряд действий:

1.Снимаем вискомуфту из водяного насоса и разбираем ее.

Вам необходимо максимально аккуратно снять штифт и залить смазку внутрь при помощи специального шприца.

Во время такого ремонта, деталь должна находится в горизонтальном положении.

3. Пятнадцать миллилитров силиконовой жидкости будет достаточно для залития.

4. Заливать жидкость необходимо медленно и аккуратно.

5. Не следует вынимать шприц из отверстия сразу, подождите некоторое время, пока вещество полностью не затечет во внутрь вискомуфты.

6. При необходимости, протрите поверхность механизма от лишней силиконовой жидкости.

7. Ставим штифт на место, после чего, монтируем устройство обратно.

Если вы не особо разбираетесь в принципе работы транспортного средства и его деталей, не стоит самостоятельно проводить ремонт. И дело здесь даже не в поломке элементов автомобиля, а в том, что собрать все детали в обратном порядке очень трудно.

Не работает подшипник, как обнаружить

Очень часто причиной неисправности вискомуфты являются подшипники. Единственный признак такой поломки — несвойственные разнообразные шумы в радиаторе охлаждения.

Съем и замена подшипника, ход работы поэтапно

1.Перед проведением ремонтных работ, необходимо снять устройство из главной конструкции двигателя. Элемент крепится на трех болтах, которые следует открутить, после чего вискомуфта легко снимается из двигательного отсека.

2. Теперь вы можете приступать непосредственно к замене подшипника. Не забудьте разобрать узел и слить масляную жидкость.

Для снятия подшипника, следует воспользоваться специальным съемником.

Подручные средства применять не желательно, дабы окончательно не повредить узел.

3. Теперь следует установить новый подшипник и вмонтировать прибор обратно. Не забудьте залить новую силиконовую жидкость, которая была слита перед заменой элемента.

Очень часто, при ремонте вискомуфты, сложно найти специальный съемник, что бы снять старый подшипник.

Такой инструмент продают не в каждом магазине автомобильных запчастей, что существенно затрудняет ремонт вискомуфты своими силами.

Что касается остальных деталей, то найти их нетрудно.

Стоит сказать, что не на всех таких механизмах предусмотрено отверстие для заливки силиконовой жидкости.

Мастера, имеющие большой опыт работы, делают такие отверстия самостоятельно, однако, новичкам не стоит так рисковать.

Кроме того, не следует во время манипуляций применять грубую физическую силу, так как вы можете полностью повредить узел.

Ремонт вискомуфты УАЗ Патриот, ход работы поэтапно

Что бы отремонтировать вискомуфту на автомобилях марки УАЗ, следует придерживаться определенного ряда действий:

1.Снимаем устройство.

2. Демонтируем крыльчатку с вискомуфты.

3. Выкручиваем шпильки крепления крыльчатки, их существует две.

4. Через отверстие одной из них выливаем рабочую жидкость.

5. Заливаем в устройство бензин и тщательно его промываем.

6. Выливаем бензин и сушим до полного его удаления.

7. Заливаем в вискомуфту новое силиконовое масло ПМС — 10000. Как правило, заливают сорок грамм этого состава, однако, для различных моделей вискомуфт его количество может отличаться.

8. Собираем устройство и монтируем на место.

Вискомуфта в процессе эксплуатации не требует какого-то специального технического обслуживания и, зачастую, без проблем функционирует длительное время.

Однако, что бы обеспечить качественное функционирование вискомуфты, необходимо следить за ее чистотой.

В частности, с ее поверхности нужно удалять масляные потеки и различные загрязнения, которые могут мешать ее оптимальной работе.

Грязная вискомуфта может работать с запозданием либо вовсе не нагреваться до необходимой температуры, в результате чего управление вентилятором будет некорректным.

Источник: https://prosedan.ru/viskomufta-ventilyatora-kak-rabotaet-kak-sdelat-remont-svoimi-rukami

Вискомуфта вентилятора охлаждения

Название такой детали, а тем более, как она выглядит, знают не многие. В основном, ремонт и заменой занимаются автослесари, механики.

Опытные мастера делают ремонт своими руками, например, для жесткого соединения с вентиляторным валом, в вискомуфте высверливают отверстия, нарезают резьбу метчиком и вкручивают болты.

Разберем подробнее, что такое вискомуфта, признаки неисправностей, способах самостоятельного ремонта.

статьи:

Работа вискомуфты вентилятора охлаждения

Вискомуфта, она же вязкостная мутфа (от латинского viscosus — вязкий) — устройство механического типа, которое обеспечивает передачу крутящего момента с помощью вязкой жидкости.

В этом видео смотрите, что такое муфта в устройстве вентилятора охлаждения

Принцип работы вязкостной муфты осуществляется благодаря ременной передаче, которая соединяет ротор муфты и шкив коленвала ДВС. Также, есть конструкции автомобилей, в которых муфта устанавливается напрямую на коленчатый вал или распредвал.

Для того, чтобы понять, как работает вязкостная муфта, нужно разобраться из чего она состоит

Устройство состоит из:

  1. Пружина.
  2. Пластина биметалл.
  3. Впускной канал В.
  4. Впускной канал А.
  5. Камера.
  6. Возвратный клапан.
  7. Возвратный клапан.
  8. Пружины задняя.
  9. Резервуар передний.
  10. Ротор.
  11. Корпус устройства.
  12. Вал ротора.
  13. Корпус подшипника.
  14. Резервуар задний.
  15. Пластина задняя.
  16. Ротор.
  17. Пластина передняя.
  18. Крышка.

Из-за сложной конструкции устройства, цена вискомуфты вентилятора, относительно, высокая.

В автомобилях, где установлены редкие модели муфты, при невозможности отремонтировать ее и найти новый такой механический узел, владельцам приходится незначительно переоборудовать и установить электрический вентилятор охлаждения.В этом видео просто и понятно показано, как определить вискомуфта исправно работает или нет. Не упускаем возможности почерпнуть полезную информацию, смотрим:

Как проверить вязкостную муфту

Ресурс этого устройства в конструкции машины рассчитан на прохождение 200 тысяч км пробега.

Чтобы проверить, хорошо ли работает вентилятор и муфта, надо знать признаки неисправностей этих деталей:

  1. Если двигатель быстро греется, то это первый признак неисправности вискомуфты.

    Появляется это по причине выхода геля или не своевременного срабатывания биметаллических пластин.

    При таком раскладе дел, когда мотор сильно нагревается вентилятор или крутится с низкой частотой вращения, либо вообще не включается.

  2. Вентилятор охлаждения начинает крутиться, когда двигатель еще холодный. Это происходит из-за изменения свойств геля, застывании смазки и выходе из строя других элементов вискомуфты.

Причины выхода из строя или плохой работы вискомуфты:

  1. Выработался ресурс.
  2. Механическое повреждение.
  3. Подшипник выработал свой ресурс или сломался раньше времени.
  4. Торцевое биение крыльчатки вентилятора. Сломана часть лопасти пропеллера.
  5. Отсутствие смазки вала муфты.
  6. Загрязнение соединения муфты.

Преимущества и недостатки вентилятора с приводом через вязкостную муфту:

  • Более надежный вентилятор с вискомуфтой нежели электровентилятора.

    Часто бывает, что после зимы, электроприводы вентилятора выходят из строя и нарушается электронная схема управления пропеллером.

Преимущество вискомуфты в том, что в ней нет электроники и электричества.

  • Вискомуфта обеспечивает большую мощность, вентилятор вращается с большей частотой вращения. Если муфта жестко сидит на коленвале ДВС, то скорость вращения очень большая.

Мощность муфты, соединенный с коленчатым валом, составляет несколько кВатт (киловатт).

А мощность электрических вентиляторов имеет мощность несколько десятков Ватт.

Благодаря этому, в сельхозтехнике, военной технике, спецтехнике применяется именно вентилятор с вискомуфтой.

Минусы вискомуфты:

  • Сложная конструкция, труднее делать ремонт. Дешевле выходит купить новый узел в сборе.
  • Имеет хорошую массу. Вес на коленвал ДВС значительный.
  • Контроль включения по температуре не совсем правильный. Есть погрешности включения и отключения вентилятора охлаждения.
  • На больших оборотах есть повышенный уровень шума.
  • По графику приходится делать дозаправку гелем или маслом с нужной вязкостью.
  • Вискомуфта частично забирает мощность двигателя.

Этот список недостатков вискомуфт повлиял на решение владельцев автоконцернов. Они отказались от использования таких устройств в легковых автомобилях.

Ремонт вискомуфты своими руками

Если это устройство перестало работать, то сначала надо заправить его гелем или спецмаслом.

Специалистов, которые могут починить вискомуфту не много. Иногда дешевле и быстрее выходит купить новое устройство или перейти на электровентилятор.

Чтобы установить вентилятор охлаждения ДВС с электроприводом, нужны следующие детали:

  1. Сам вентилятор с электрическим приводом.
  2. Провода площадью сечения 6 мм2.
  3. Предохранитель на 40 Ампер.
  4. Реле-регулятор на 30 Ампер или более.
  5. Термореле, например, от жигулей, которое срабатывает при нагреве двигателя до 87 градусов.

Термореле можно приклеить к радиатору или рядом с термостатом на металлическую поверхность.

После этого, надо сделать схему подсоединения, как на автомобилях Ваз. Вазовская электросхема подключения вентилятора прослужит около 5 лет.

Как разобрать муфту

  1. Первым делом снимаем вентилятор охлаждения. Как правило, для его снятия надо выкрутить 3 или 4 болта.
  2. Осматриваем муфту.
  3. Демонтируем ее.

Если муфта разборная, то можно отремонтировать ее:

  • Для этого, сначала сливаем масло через спецотверстие.
  • Снимаем пластину, которая закрывает подшипник.
  • Подшипник снимают съемником. Можно сделать съемник своими руками, можно купить.
  • Запрессовывают новый подшипник.
  • Ставят пластинку.
  • Заливают гель или масло.
  • Крепят вентилятор.

Как можно узнать, достаточно ли залито жидкости в вискомуфту? Если, при остановке двигателя, вентилятор резко останавливается, то мало залито жидкости.

Масло в вискомуфту рекомендуется заливать на силиконовой основе. Заправку делают шприцом.

Если есть механические поломки, то его не ремонтируют.

Замена старой и установка новой вискомуфты — это работа легкая, ее может сделать даже новичок.

После демонтажа устройства, надо снять крыльчатку вентилятора. Установить новую муфту.

При установке новой муфты надо затянуть болты сильно, но не сорвав резьбу. Затем надо установить вентилятор на место.

Источник: https://autostuk.ru/viskomufta-ventilyatora-oxlazhdeniya.html

spectehnica-mo.com

3. Назначение и работа гидромуфты привода вентилятора

Гидромуфта вентилятора предназначена для передачи и автоматического регулирования вращающего момента от коленчатого вала к вентилятору, а также для гашения колебаний нагрузки, которые возникают при резком изменении частоты вращения коленчатого вала.

Ведущая часть гидромуфты вращается в шариковых подшипниках. Ведомое колесо в сборе с валом, на котором крепится ступица вентилятора, составляют ведомую часть гидромуфты, передающую вращающий момент валу вентилятора.

3 режима работы вентилятора: 1. автоматический – температура охлаждающей жидкости в двигателе поддерживается в пределе 80...95°С, кран выключения гидромуфты установлен в положении В; 2. вентилятор отключен – кран установлен в положении 0, при этом вентилятор может вращаться с небольшой частотой; 3.вентилятор включен постоянно – работа на этом режиме допустима лишь кратковременно в случае возможных неисправностей гидромуфты и ее выключателя (положение П).

Выключатель гидромуфты с термосиловым датчиком золотникового типа. Его устанавливают на патрубке, подводящем охлаждающую жидкость к водяному насосу от радиатора. При температуре охлаждающей жидкости 81...95°С шток термосилового элемента перемещает золотник, благодаря чему масло из смазочной системы через сообщающиеся полости выключателя подводится в полость гидромуфты. Далее через трубку, каналы в ведущем валу и отверстие в ведомом колесе масло поступает в межлопастные полости рабочих колес, откуда затем сливается через отверстия в кожухе. От степени заполнения маслом полостей рабочих колес зависит передаваемый вращающий момент.

При температуре охлаждающей жидкости ниже 80°С золотник под действием возвратной пружины закрывает полость в корпусе и отключает вентилятор.

Автотранспортные средства

4. Устройство и работа системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива

Преимущества системы впрыскивания бензина: высокая литровая мощность двигателя и улучшенная экономичность за счет точного распределения доз топлива по цилиндрам и меньшего сопротивления впускного тракта (нет карбюратора), возможность точного регулирования состава горючей смеси, минимальная токсичность отработавших газов.

Системы питания с впрыскиванием бензина классифицируют по следующим признакам:

по месту подвода топлива — центральный (моно) впрыск, распределенный (форсунки у каждого впускного клапана), непосредственный (форсунки в головке цилиндров).

Рассмотрим систему питания с впрыскиванием бензина. Бензин из бака под давлением подается через гидроаккумулятор и топливный фильтр к дозатору-распределителю, а от него к рампе — специальному трубопроводу, в котором поддерживается постоянное давление. В рампе установлены форсунки, которые впрыскивают бензин во впускной коллектор. Так как в рампе поддерживается постоянное давление, то количество впрыскиваемого форсункой топлива будет зависеть только от времени ее открытия. Зная расход воздуха и требуемый на данном режиме коэффициент α, можно подать точную дозу топлива. Количество воздуха замеряет датчик-расходомер. Он же воздействует на регулятор давления топлива, а тот, в свою очередь, на дозатор-распределитель, обеспечивая заданное давление и цикловую подачу. Насос рассчитан на подачу топлива в 5...10 раз большую, чем нужно для работы двигателя при полной нагрузке, поэтому большая часть топлива от регулятора давления идет на слив, что обеспечивает прокачку топлива через фильтр несколько раз в час.

При пуске двигателя в работу включается пусковая форсунка, а воздух в цилиндры поступает через специальный дополнительный канал во впускном коллекторе.

В системе с впрыском топлива функции управления и обработки сигналов по системе питания и зажигания выполняет электронный блок управления. В него введены сложные программы, учитывающие все возможные режимы работы двигателя. Обращаясь к заложенной к его памяти программе, микропроцессор обеспечивает точные сигналы управления форсунками и другими блоками.

studfiles.net

Как работает вискомуфта вентилятора: устройство, принцип работы, неисправности. Как проверить вискомуфту охлаждеия радиатора

Вязкостная муфта в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется в качестве альтернативы электрическому вентилятору. Рассмотрим, как работает вискомуфта вентилятора, ее устройство, возможные неисправности, преимущества и недостатки.

Роль в системе охлаждения ДВС

Вентилятор с вискомуфтой устанавливается на автомобили с продольным расположением двигателя (обычно это полноприводные и заднеприводные модели). При такой компоновке шкив вентилятора радиатора целесообразней всего соединить со шкивом водяной помпы. Как известно, вращение водяной помпе передается сервисным ремнем от шкива коленчатого вала.

Недостаток такой конструкции в том, что скорость вращения крыльчатки вентилятора всегда будет пропорциональна оборотам коленчатого вала. Подобное устройство приведет к тому, что на высоких оборотах в условиях холодного воздуха двигатель будет чрезмерно охлаждаться, что снизит его КПД. К тому же постоянное соединение крыльчатки и шкива коленчатого вала увеличит механические потери на трение, что будет отнимать мощность и повышать расход топлива.

Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.

Разница в конструкции вискомуфт вентилятора Toyota, BMW, Mercedes, Audi. минимальна, так как все они устроены и работают по единому принципу.

Вал с соединительным фланцем крепится к приводу помпы охлаждения, поэтому его скорость вращения всегда пропорциональна оборотам коленчатого вала. К валу, в свою очередь, крепится приводной шкив, который вращается в рабочей камере. Рабочая и резервная камеры разделены пластинами. Переход между камерами возможен только через впускные клапаны и возвратные каналы. Изначально резервная камера заполнена специальным силиконовым маслом. Приводной шкив, или диск, как его еще называют, имеет по окружности косые зубья, которые при вращении позволяют выгонять масло обратно в резервную камеру. Поверхность приводных дисков, как и делительных пластин, имеет специальные ребра, которые превращают рабочую камеру в своеобразную сеть лабиринтов, по которым циркулирует силиконовое масло.

Корпус муфты, к которому и крепится крыльчатка вентилятора, соединяется с валом (ротором вискомуфты) посредством обычного шарикового подшипника. Впускные клапаны соединены с биметаллической пластиной, которая располагается в передней части корпуса вискомуфты. При нагреве пластина расширяется, что приводит к увеличению пропускного сечения клапанов.

Свойства силиконового масла

Основная особенность силиконовой жидкости, использующейся в вискомуфтах вентиляторов, – термостойкость и вязкостная стабильность. С изменением температуры масло лишь незначительно изменяет свою вязкость.

В работе вискомуфты силиконовое масло исполняет роль связывающего вещества, позволяющего создать между приводным диском и разделительными пластинами, соединенными с корпусом, трение. Несмотря на то что между корпусом и приводным шкивом всегда будет некоторая степень проскальзывания, созданного коэффициента сцепления достаточно для зацепления корпуса муфты с приводным валом.

В некоторых источниках указывается, что с повышением температуры масло расширяется, что и провоцирует вязкостное зацепление приводного диска с корпусом вискомуфты. Подобное понимание принципа работы вискомуфты вентилятора охлаждения является ложным и возникло, скорее всего, из-за сравнения вискомуфты вентилятора с вязкостными муфтами раздаточных коробок полноприводных автомобилей. В вискомуфтах дифференциалов используется дилатантная жидкость, вязкость которой сильно зависит от скорости деформации сдвига.

Принцип работы

Когда рабочая камера не заполнена маслом, приводной диск свободно вращается в рабочей камере. Небольшое количество масла все же присутствует, но коэффициент сцепления приводного шкива с корпусом вискомуфты минимален, поэтому с повышением оборотов двигателя скорость вращения крыльчатки не увеличивается.

Процесс прогрева двигателя и увеличения температуры тосола в радиаторе сопровождается нагревом биметаллической пластины. Нагреваясь, пластина расширяется, что приводит к открытию впускного клапана и увеличению количества рабочей жидкости, проникающей из резервной в рабочую камеру. Возникающее между приводным диском и разделительными пластинами трение приводит к увеличению скорости вращения корпуса и крыльчатки вентилятора.

Когда двигатель нуждается в максимальном охлаждении, биметаллическая пластина изогнута настолько, чтобы обеспечить максимальное проходное сечение впускных клапанов. В таком случае разница частоты вращения вала и корпуса вискомуфты минимальна, поэтому повышение оборотов коленчатого вала приводит к практически равнозначному увеличению скорости вращения крыльчатки вентилятора.

Снижение температуры набегающего воздуха приводит к постепенному возврату биметаллической пластины в исходное положение. Соответственно, уменьшается проходное сечение впускных клапанов, жидкость перегоняется в резервную полость. Уменьшение коэффициента сцепления приводит к увеличению разницы частоты вращения приводного вала вискомуфты и корпуса – крыльчатка вентилятора замедляется.

Устройство вискомуфт вентиляторов Toyota предполагает наличие двух рабочих камер (в первых вариантах конструкции была только одна камера).

  • Биметаллическая пластина в «холодном» состоянии.
  • Пластина разогрета теплым воздухом, открыт впускной клапан передней камеры.
  • Коэффициент температурного расширения соответствует максимальному режиму охлаждения. Открыт клапан задней камеры.

Почему вискомуфта вращается на холодную

Многие владельцы автомобилей с механическим приводом вентилятора системы охлаждения, скорее всего, замечали, что после запуска холодного двигателя вентилятор крутится с большой скоростью. Спустя некоторое время после прогрева двигателя, количество оборотов крыльчатки уменьшается, поэтому может показаться, что подобное явление идет в разрез с описанным выше принципом работы вискомуфты вентилятора. Такой эффект возникает из-за того, что во время простоя масло самотеком стекает в нижнюю рабочую камеру, поэтому сразу после запуска крыльчатка и корпус вискомуфты будут вращаться до того времени, пока масло перекачается обратно в резервную секцию.

Преимущества

Обороты крыльчатки подстраиваются под фактический температурный режим двигателя, что позволяет:

  • уменьшить расход топлива;
  • снизить уровень шума;
  • уменьшить потери мощности.

Установка вискомуфты в системе охлаждения позволяет уменьшить нагрузку на генератор и снизить себестоимость авто, исключив затраты на электропривод крыльчатки, проводку.

Недостатки

Многие сетуют на ненадежность вискомуфты, забывая, что система с электровентилятором также периодически нуждается в ремонте. Наиболее распространенная поломка – утечка рабочей жидкости. Несмотря на то что большинство муфт вязкостного типа неразборные, существуют проверенные технологии восстановления работоспособности системы. В случае износа поддается восстановлению и подшипник. Именно поэтому важно знать способы проверки и ремонта вискумуфты вентилятора радиатора.

autolirika.ru

Как работает гидромуфта вентилятора?

Гидромуфта 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:

• Картер

• Ведущее (насосное) колесо

• Ведомое (турбинное) колесо

Гидромуфта Ведущее и ведомое колесо обладают одинаковой конструкцией и чаще всего схожи по форме. Разрез обоих колес имеет форму полуокружности, составляя в собранном виде круг с маленьким зазором по центру. Внутри желоба колес есть поперечные лопатки: в насосном колесе – направляющие, в турбинном – турбинные. Колеса находятся друг напротив друга с очень маленьким зазором. Внутреннюю полость картера гидравлической муфты наполняет масло.

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.

Гидромуфта 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.

Гидравлическая муфта 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.

auto.today

Гидромуфта и все,что необходимо о ней знать.

В некоторых видах двигателей устанавливается привод вентилятора с охлаждающей функцией от коленвала. Соединение осуществляется через специальную деталь, называемой гидромуфтой. В чём суть действия этого прибора, строение и процесс его функционирования, пойдёт речь в данной статье. Также немаловажным фактором является правильное использование данного узла, технические особенности и, в случае необходимости, проведение ремонта.

Свойства

Отметим основные свойства, которыми обладают гидромуфты:

  • Ведомые и ведущие валы действуют вне зависимости друг от друга. К примеру, когда ведомый вал находится в покое, то в это время ведущий вал может функционировать или соответствовать промежуточному значению угловой скорости. Но отметим, что значение последней не может равняться скорости вращения ведущего вала. Обычно её значения меньше на 2 – 3%.
  • Именно гидравлические муфты смогут обеспечить плавное начало движения транспорта и плавный набор разгона.
  • Строение организовано таким образом, что в ней отсутствуют детали, которые тесно соприкасаются между собой. Другими словами отсутствует процесс трения деталей, а следовательно, их износ сводится к минимуму.
  • Гидромуфта сдерживает крутильные колебания.
  • С её помощью обеспечивается бесшумное функционирование передач.
  • Обеспечивается высокие показатели коэффициента полезного действия, до 0,96 – 0,98.
  • Высокая степень надёжности при эксплуатации.С их помощью можно организовать управление, как на дистанционном, так и на автоматическом уровне.

История

Своим рождением гидротрансформатор и гидромуфта обязаны развитию судостроения в конце XIX века. С появлением на кораблях морского флота паровых машин возникла острая необходимость в новом дополнительном механизме, который позволял бы плавно передавать крутящий момент от паровых двигателей к большим и тяжелым гребным винтам, погруженным в воду. Такими устройствами стали гидромуфта и гидротрансформатор, которые запатентовал в 1905 году немецкий инженер и изобретатель Герман Феттингер. Позже эти механизмы адаптировали для установки на лондонские автобусы, а затем на автомобили и первые дизельные локомотивы для более плавного начала движения.

Устройство и принцип работы гидромуфты

Внутри гидромуфты очень близко друг к другу соосно размещены два вращающихся колеса с лопастями. Одно соединено с ведущим валом (насосное), а второе с ведомым (турбинное). Все пространство вокруг них в гидромуфте заполнено рабочей жидкостью (масло).

Принцип работы гидромуфты очень прост. Её ведущий вал вращается двигателем. Вместе с валом в корпусе гидромуфты циркулирует и масло. За счет своей вязкости оно постепенно все больше и больше вовлекает за собой в это вращение ведомый вал. Таким образом, крутящий момент от двигателя плавно нарастая постепенно через жидкость передается на ведомый вал.

Устройство и принцип работы гидротрансформатора

По сути, гидротрансформатор это та же гидромуфта в которой между вращающимися колёсами добавлено третье лопастное колесо – реактор (статор). Посредством муфты свободного хода оно может вращаться на ведущем валу, образуя единое целое с насосным колесом. Это происходит до тех пор, пока обороты вращения насоса и турбины различаются. Как только они уравниваются, реактор начинает вращаться независимо от насоса, превращая гидротрансформатор в гидромуфту.

Достоинства и недостатки гидромуфты

В настоящее время гидромуфты устанавливаются на автомобили с полуавтоматическими коробками передач (грузовые, автобусы, реже легковые), на тракторы, в авиационные турбины, применяются в металлообрабатывающих станках. К достоинствам гидромуфты можно отнести простоту конструкции, обеспечение плавности изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя на механизмы трансмиссии, снижение ударных нагрузок на шестеренчатые пары коробок передач. Недостатком гидромуфты является меньший по сравнению с гидротрансформатором коэффициент полезного действия из-за больших потерь при высоких оборотах ведущего вала двигателя. По этой причине на современные легковые автомобили гидромуфты практически не устанавливаются.

Гидромуфты подразделяются на регулируемые и замкнутые.

Регулируемые гидромуфты предназначены, как правило, для относительно неглубокого (до 30-40%) регулирования частоты вращения ведомого вала привода. Наиболее экономичным такое регулирование является лишь для машин, у которых мощность нагрузки в процессе работы изменяется пропорционально кубу частоты вращения турбины, т.е. N2=(i3) Nн (Nн- номинальная мощность при полной скорости и n1=const.). К таким машинам относятся мощные (до15тыс.квт) центробежные насосы, турбогенераторы, вентиляторы. Менее экономичным регулирование с помощью гидромуфт является в случае, когда мощность изменяется пропорционально квадрату частоты вращения ,т.е. N2=(i2) Nн. Максимальные потери мощности Nпот. в первом случае составляют Nпот.= 0,148 Nн при i=0,666, а во втором случае 0,25 Nн- при i=0,5. Для многих лопастных машин регулирование гидромуфтой имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами регулирования скорости.

Основные типы и характеристики замкнутых гидромуфт.

Замкнутые гидромуфты постоянного наполнения условно могут быть подразделены на предохранительные и пускопредохранительные.

Предохранительные гидромуфты ограничивают крутящий момент значением, меньшим на 15-20% максимального (опрокидного) момента приводного электродвигателя (двигатель). Значение пускового(стопового) момента в отдельных моделях таких гидромуфт может иметь значение 1,3-1,4 от величины номинального момента. В этом случае предохранительная гидромуфта выполняет функцию муфты предельного момента. Пускопредохранительная гидромуфта предназначена для поддержания вращающего момента привода в течение всего периода разгона машины в пределах 1,3-1,5 от номинального момента.

Характерным примером применения предохранительной гидромуфты как муфты предельного момента является роторный экскаватор, а пускопредохранительной гидромуфты — ленточный конвейер большой длинны.

На рис.2 показана предохранительная гидромуфта ГП 740, имеющая симметричные насос 1 и турбина 2 , межлопастные каналы которых образуют рабочую полость 3. Насос 1 соедин?н посредством фланцев с вращающимся корпусом 4. Турбина 2 установлена на полом валу 5, имеющем посадочное отверстие для монтажа гидромуфты на входной вал редуктора. Насос 1 посредством пальцев 6 и упругих втулок 7 связан с полумуфтой 8 вала электродвигателя. В центральной части полости гидромуфты имеется камера 9.

При работе гидромуфты на установившемся режиме вся РЖ находится в рабочей полости 3 и, как было указано выше, циркулирует по каналам насоса и турбины.

В указанном режиме в камере 9 РЖ отсутствует, т.к. оба колеса (насос 1 и турбина 2) вращаются с большой частотой вращения при минимальном их скольжении. В случае возрастания нагрузочного момента скорость турбины 2 начинает уменьшаться.

При определенной величине внешней нагрузки РЖ опускается по лопаткам турбины 2 к центру гидромуфты и достигает границ камеры 9. С дальнейшим ростом нагрузки и скольжения вс? большее количество РЖ устремляется в камеру 9, в то время как количество ее в рабочей полости 3 уменьшается. Так как расход РЖ по каналам насоса и турбины в этом переходном режиме падает, то крутящий момент, передаваемой гидромуфтой, не возрастает и ограничивается вполне определeнной величиной. Остановка турбины 1 (скольжение 100%) соответствует практически полному заполнению камеры 9 РЖ, находящейся в ней в состоянии динамического равновесия. Последнее обусловлено тем, что насос 1 постоянно всасывает ту порцию жидкости, которая в данный момент поступает из турбины 2 в указанную камеру. При снятии внешней нагрузки первоначальная картина восстанавливается, поскольку вся РЖ перетекает вновь из камеры 9 в рабочую полость 3. Пуск гидромуфты сопровождается аналогичным гидравлическим процессом, но с той лишь разницей, что он протекает в обратном порядке по сравнению с режимом торможения ведомого вала.

Вал 5 турбины 2 имеет два подшипника качения 10 и 11, позволяющие этому колесу свободно вращаться по отношению к насосу 1. Полость гидромуфты во избежание вытекания РЖ уплотнена на валу 5 манжетами 12 и 13.

На рис. 3 представлены графики внешних моментных характеристик асинхронного короткозамкнутого двигателя (а) и предохранительной гидромуфты (б). В качестве допущения принято, что при изменении момента частота вращения насоса (мин-1) n1 =const.

Момент гидромуфты Мг подчиняется зависимости

Мг = λi?ρ?(n1/ 60)2?Da5,где:

λi-безразмерный коэффициент момента, являющийся параметром гидромуфты данного типа при заданном значении i, ρ— плотность РЖ, Da— активный диаметр, равный наибольшему диаметру рабочей полости гидромуфты.

Из приведенной зависимости следует, что изменение Мг с изменением n1 следует закону квадратичной параболы.

График 1 на рис.3 относится к «чисто» предохранительной гидромуфте, а график 2- к предохранительной гидромуфте, выполняющей функции муфты предельного момента с пониженным пусковым (стоповым ) моментом при i=0. Из сопоставления характеристик видно, что момент гидромуфты при любом передаточном отношении i не превышает максимальный момент (М макс.) двигателя, работающего в установившихся режимах на устойчивом участке своей моментной характеристики независимо от величины нагрузки.

Работе привода с номинальной нагрузкой Мн соответствует точка А (i=0,965- 0,975). При возрастании внешнего нагрузочного момента от значения Мн до Мкр (Мкр — критический момент гидромуфты) на участке А-В скорость турбины уменьшается до значения iкр? n1. Далее момент гидромуфты либо уменьшается в соответствии с графиком 1 , либо не меняется и оста?тся примерно равным Мкр (график 2). Во обоих случаях процесс снижения скорости турбины вплоть до полной ее остановки ( i =0 ) протекает быстро и соответствует участкамВ-С1, В-С2 неустойчивой работы гидромуфты. В точках С1 и С2 гидромуфта работает устойчиво со скольжением 100%. В этом режиме вся подводимая энергия преобразуется в тепло, повышающее температуру РЖ, что может при срабатывании тепловой защиты приводить к выбросу РЖ и устранению тем самым силовой связи гидромуфты с двигателем.

В случае отсутствия гидромуфты включение двигателя в электросеть вызывает ударное приложение усилий к элементам передачи, эквивалентное среднему значению Мпуск. Использование же гидромуфты совместно с двигателем коренным образом и в лучшую сторону изменяет характер пускового процесса .

Внешняя нагрузка на двигатель в период пуска определяется только параметрами моментной характеристики гидромуфты. Если пуск двигателя осуществляется ,например, при полностью блокированном ведомом валу привода, то внешний крутящий момент ( Мг) плавно нарастает от нуля по параболам 0-с1 и 0-с2 соответственно при характеристиках 1 и 2.В точках с1 и с2 работа двигателя с частотой вращения, близкой к рабочей, устойчива, поскольку момент гидромуфты 0-С1 и 0-С2 при ее скольжении, равном 100%, меньше Ммакс.

Пуск привода при номинальной нагрузке Мн и характеристике гидромуфты, например, 2 (Рис.3) можно условно разделить на три фазы. В первой фазе при неподвижной турбине двигатель быстро разгоняется по параболе 0-с2до точки к пересечения этой кривой с линией Мн=const. При частоте вращения двигателя n1к турбина совместно с ведомой частью привода страгивается с места и ускоряется, что соответствует второй фазе пуского процесса. В течение этой фазы двигатель разгоняется, преодолевая момент сопротивления гидромуфты, изменяющийся так же по параболе 0-с2. Завершению этой фазы соответствует точка с2пересечения кривой 0-с2 с рабочим участком характеристики двигателя и точка В на графике 2 характеристики гидромуфты. Третья завершающая фаза определяется участком a-c2 характеристики двигателя и соответственно участком A-B характеристики гидромуфты. В этой фазе момент гидромуфты изменяется от Мкр до Мн.

На рис.4 приведена конструкция пускопредохранительной гидромуфты ГПП530 с тормозным шкивом, которая устанавливается на входной вал коническо-цилиндрического редуктора приводного блока ленточного конвейера.

Отличительной особенностью этой гидромуфты гидромуфты в сравнении с предохранительной является то, что помимо насоса 1, турбины 2, корпуса 3 и вала 4 турбины в центральной части полости муфты предусмотрена пусковая камера (камера) 5, образованная внутренней нерабочей поверхностью насоса 1 и прикрепленной к нему крышкой 6. Заполнение камеры 5 РЖ при неподвижной гидромуфте и при ее вращении происходит через кольцевой вход 7 , имеющийся в крышке 6.

Выход РЖ из камеры 5 в рабочую полость 8 при работе гидромуфты осуществляется через ряд отверстий 9 небольшого сечения, выполненных в цилиндрической стенке указанной камеры. При неподвижном состоянии гидромуфты РЖ свободно заполняет большую часть объема камеры 5. В процессе быстрого пуска двигателя камера 5 под напором насоса полностью заполняется РЖ и остается максимально заполненной практически до полного разгона машины.

Расход РЖ, перетекающей постоянно в рабочую полость 8 из камеры 5, сполна компенсируется большим расходом РЖ, поступающей в нее из каналов турбины 2.

Объем РЖ в камере 5 начинает уменьшаться лишь после разгона ведомого вала привода до скорости, близкой к номинальной. При этой скорости центробежные силы, воздействующие на РЖ в каналах турбины, будут препятствовать ее проникновению к кольцевому входу 7. В связи с этим рабочая полость будет постепенно пополняться через отверстия 9 РЖ, поступающей из камеры 5. Последняя полностью опорожнится лишь после окончания разгона машины.

Способность пускопредохранительной гидромуфты удерживать в пусковом процессе значительную часть РЖ в полости пусковой камеры обеспечивает снижение пускового момента привода до значения (1,3-1,6) Мн и тем самым растянутый во времени плавный разгон машины.

Ограничение пускового момента в указанных пределах необходимо для большинства ленточных конвейеров, поскольку при этом устраняются опасные динамические колебания натяжения ленты и ее пробуксовка по барабанам.

Экспериментально полученные графики изменения частот вращения насоса и турбины, а также крутящего момента гидромуфты ГПП530 в процессах пуска механической системы, имитирующей разгон ленточного конвейера, приведены на рис.5.

Рассмотрение графических зависимостей n1, n2 и Мг от времени процесса t указывает на то, что двигатель легко разгоняется за 1,8-2,0 с, в то время как ведомый вал, нагруженный моментом сопротивления, равным Мн, и инерционной нагрузкой (момент инерции 28 кгм2), ускоряется до номинальной частоты вращения за 34с.

При пускопредохранительной гидромуфте привод приобретает в известном смысле признаки адаптивной системы, т.к. при сниженном моменте сопротивления движению уменьшается и вращающий момент Мг, в связи с чем плавность пуска сохраняется.

Как предохранительные, так и пускопредохранительные гидромуфты могут иметь конструктивное исполнение «гидромуфта-шкив». В таких гидромуфтах шкив (например шкив клиноременной передачи) прикрепляется к корпусу или к соединенной с ним турбине. Внутреннее лопастное колесо выполняет при таком исполнении функцию насоса.

На рис.6 показана предохранительная гидромуфта ГМШ500 исполнения «гидромуфта-шкив», в которой болтами к турбине 1 присоединен шкив 2. Насос 3 установлен на валу 4, с помощью которого гидромуфта может быть консольно смонтирована на валу двигателя.

Заключение

Включением гидромуфты в состав привода достигается существенное улучшение его статических и динамических характеристик, что способствует повышению эксплуатационной надежности машин.

Гидромуфта, способная в режимах пуска и торможения ограничивать заданным значением крутящий момент, является эффективным быстродействующим средством защиты от недопустимых перегрузок двигателя, механической передачи и машины в целом.

Обладая свойствами демпфирования и гашения крутильных колебаний, пульсирующих и пиковых нагрузок, гидромуфта позволяет увеличить срок службы машин.

Гидромуфты ведущих фирм Запада широко используются во всех отраслях промышленности большинства стран мира. В то же время в России так же, как и в странах СНГ, наблюдается значительное отставание в сфере серийного производства и применения гидромуфт, что снижает технический уровень и эксплуатационную надежность многих отечественных машин.

seite1.ru

Гидромуфта привода вентилятора УАЗ

В автомобилях УАЗ привод вентилятора охлаждения реализован с помощью гидромуфты (или вязкостной муфты), которая автоматически включает и выключает вентилятор при изменении температуры двигателя. О гидромуфте УАЗ, ее устройстве, принципах работы, особенностях эксплуатации и обслуживания читайте в этой статье.

Устройство системы охлаждения автомобилей УАЗ

Все двигатели, используемые на автомобилях Ульяновского автозавода, оборудуются классической жидкостной водяной системой охлаждения. Система разделена на два контура — малый и большой. В большой контур входит водяная рубашка в блоке и ГБЦ, радиатор отопителя и радиатор охлаждения двигателя, термостат и система патрубков, в малый — все, кроме радиатора охлаждения. Разделяются контуры термостатом, который в зависимости от температуры охлаждающей жидкости либо открывает, либо закрывает вход в радиатор.

Однако система охлаждения УАЗовских моторов имеет и некоторые особенности. Например, перед радиатором (за радиаторной решеткой) устанавливаются жалюзи, которые позволяют водителю регулировать поток проходящего через радиатор воздуха. Жалюзи управляются из кабины с помощью специальной рукоятки, они позволяют в довольно широких пределах регулировать температуру двигателя в зависимости от температуры наружного воздуха.

Также в двигателях УМЗ и ЗМЗ, устанавливаемых на УАЗы, используются три основных типа привода вентилятора охлаждения:

• Постоянный привод; • Привод через гидромуфту (также она известна как вязкостная муфта и вискомуфта);

• Привод через электромагнитную муфту.

Двигатели с постоянным приводом вентилятора давно не выпускаются, такая система использовалась на ранних модификациях УАЗ-31512 (УАЗ-469Б) и некоторых других моделях. Однако уже в XX веке старые двигатели ЗМЗ-402 и УМЗ-417 стали оснащаться вискомуфтой, и сегодня практически все двигатели, устанавливаемые на УАЗы, имеют именно гидромуфту привода вентилятора. Определенное распространение получили моторы с электромагнитной муфтой, хотя они еще не приобрели такой популярности, как гидромуфта. Также на УАЗах ограниченно используется электрический привод вентилятора (от электромотора), однако это чаще всего кустарное решение.

Вязкостная муфта играет важную роль в системе охлаждения мотора, поэтому рассмотрим эту деталь более подробно.

Назначение и роль гидромуфты привода вентилятора в системе охлаждения

Вязкостная муфта — простое и надежное решение, которое значительно упрощает конструкцию привода вентилятора, позволяя отказаться от многих деталей. Вискомуфта — это один компактный блок, через который крыльчатка вентилятора связана со шкивом водяного насоса, этот блок не требует каких-либо электрических подключений или соединения с управляющими элементами, и работает автономно от других деталей двигателя.

Гидромуфта выполняет одну функцию — изменение скорости вращения крыльчатки вентилятора охлаждения в зависимости от температуры двигателя. Это достигается тем, что при нагреве муфта увеличивает передачу крутящего момента от помпы на крыльчатку вентилятора, а при охлаждении — уменьшает поток крутящего момент. Причем изменение скорости вращения вентилятора производится плавно, бесступенчато, мгновенного включения и выключения вентилятора с вискомуфтой никогда не происходит.

Вязкостная муфта с помощью фланца устанавливается непосредственно на шкив привода водяного насоса, а на корпус муфты крепится крыльчатка вентилятора. Поэтому вискомуфта всегда вращается вместе со шкивом помпы, независимо от текущей температуры двигателя.

Гидромуфта имеет ряд преимуществ перед другими типами привода вентилятора, которые особенно важны для автомобилей повышенной проходимости, эксплуатируемых в сложных условиях. Например, применение вискомуфты снижает к минимуму роль жалюзи перед радиатором охлаждения, хотя в УАЗах с постоянным приводом вентилятора водителю постоянно приходится управлять жалюзи.

Также в двигателях с гидромуфтой нет необходимости отключать вентилятор или снимать ремень при преодолении бродов — при заезде в воду вискомуфта охлаждается и отключает вентилятор. Также вентилятор прекращает вращаться за счет возросшего сопротивления среды, но если в случае прямого привода или электрического привода принудительное торможение крыльчатки вентилятора чревато износом ремня и поломками, то для вискомуфты это совершенно не опасно.

Наконец, вискомуфта просто упрощает весь привод вентилятора, снижает расход топлива и несколько уменьшает шумность мотора (особенно на холостых оборотах).

Устройство гидромуфты (вязкостной муфты) привода вентилятора УАЗ

В автомобилях УАЗ используются вязкостные муфты с двухступенчатой системой управления. Такие муфты имеют несколько более сложное устройство, чем однокамерные вискомуты ранних выпусков, однако они обеспечивают лучшую работу вентилятора и предотвращают некоторые негативные эффекты. Муфты различных моделей имеют принципиально одинаковое устройство, отличаясь только некоторыми деталями. Поэтому рассмотрим здесь общее устройство вискомуфты автомобилей УАЗ.

Основу муфты составляют две детали: корпус и расположенный внутри него ротор. Установка ротора внутри корпуса производится через подшипники на валу ротора, сам вал переходит во фланец, с помощью которого фискомуфта монтируется на шкиве водяного насоса. Ротор делит внутреннее пространство корпуса на две полости, которые, в свою очередь, специальными пластинами (промежуточными шайбами, они жестко соединены с корпусом) также делятся на две камеры. В итоге внутри муфты образуется четыре полости: две рабочие камеры, расположенные по обе стороны ротора, и два резервуара, расположенные с обратных сторон от пластин.

Со стороны рабочих камер на роторе и шайбах выполнены кольцевые ребра, которые многократно увеличивают площадь поверхности камер и повышают эффективность работы муфты. В сущности, рабочие камеры — это «лабиринты» полостей, в которых циркулирует рабочая жидкость. Такое решение позволяет отказаться от использования пакета фрикционных дисков и упростить конструкцию вискомуфты.

В передней шайбе выполнено четыре впускных канала, расположенных с противоположных сторон. Один канал с каждой стороны связан с передней рабочей камерой, второй — с задней рабочей камерой. Причем для подачи жидкости в заднюю рабочую камеру в роторе выполнены окна. В корпусе муфты либо между передней пластиной и корпусом выполнены перепускные (возвратные) каналы, обеспечивающие подачу жидкости из рабочих камер в передний резервуар.

Впускные каналы закрыты широкой биметаллической пластиной, которая прижата к передней шайбе. Через центр передней стенки корпуса муфты пропущен штифт, который удерживает биметаллическую пластину, а с внешней стороны соединен со спиральной биметаллической пружиной. Биметаллическая пружина через штифт жестко связана с биметаллической пластиной, при этом пластина вместе со штифтом может поворачиваться на некоторый угол, открывая или закрывая впускные каналы.

Однако при повороте биметаллической пластины открывается только один из впускных каналов, открытие второго канала происходит при более высокой температуре вследствие изгиба биметаллической пластины. Таким образом, впускные каналы и биметаллическая пластина образуют систему клапанов, которые открываются и закрываются в зависимости от температуры муфты.

На торце ротора выполнены косые зубья (зубчатый венец), которые играют роль насоса для перекачки рабочей жидкости из рабочих камер в передний резервуар.

Корпус муфты обычно изготавливается из алюминиевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью. С внешней стороны корпус имеет оребрение, увеличивающее площадь поверхности муфты. Оба эти решения направлены на снижение тепловой инерционности вискомуфты — благодаря теплопроводному материалу и развитой системе ребер муфта быстрее нагревается и остывает, обеспечивая изменение скорости вращения вентилятора с минимальным запаздыванием за изменением температуры двигателя.

В передней части корпуса муфты предусмотрены шпильки для монтажа крыльчатки, также шпильки закрывают отверстия, через которые в полость гидромуфты заливается рабочая жидкость. В продаже также есть вискомуфты в сборе с крыльчаткой. Иногда имеет смысл покупать именно такую муфту, так как сегодня в УАЗах чаще используются пластиковые вентиляторы, а их срок службы заметно ниже, чем у металлических вентиляторов старой конструкции.

Принцип работы вискомуфты

Работа вязкостной муфты построена на простых принципах, один из которых заложен в ее названии: передача крутящего момента от ротора корпусу обеспечивается за счет вязкости рабочей жидкости. А управление муфтой обеспечивается двумя чувствительными элементами — биметаллической спиральной пружиной и биметаллической пластиной. При изменении температуры биметаллическая пружина раскручивается и скручивается, обеспечивая поворот закрепленной на штифте биметаллической пластины. В свою очередь, биметаллическая пластина при изменении температуры изгибается или выпрямляется, открывая и закрывая каналы.

Когда двигатель холодный (сразу после запуска), вискомуфта имеет низкую температуру, пружина имеет минимальную длину, биметаллическая пластина прижата к делительной пластине, и впускные каналы закрыты. При этом ротор муфты свободно вращается, и за счет центробежных сил и зубьев на торце удерживает рабочую жидкость в резервуаре. Таким образом, рабочие камеры остаются пустыми, и крутящий момент от ротора на корпус не передается. Хотя и в этом случае вентилятор вращается с невысокой скоростью, так как существует некоторое трение в подшипниках.

При нагреве двигателя за счет продуваемого через радиатор набегающего потока воздуха нагревается и муфта. При нагреве биметаллическая пружина раскручивается и поворачивает биметаллическую пластину, которая сдвигается и открывает один впускной канал — рабочая жидкость поступает в переднюю рабочую камеру. За счет вязкости жидкости между ротором и пластиной возникает «вязкое трение», крутящий момент частично передается от ротора на корпус, и вентилятор начинает вращаться. Скорость вращения вентилятора зависит от нагрева двигателя, так как чем сильнее нагрета вискомуфта, тем больше открывается впускной канал, и тем больше жидкости поступает в рабочую камеру.

При значительном нагреве двигателя происходит изгибание биметаллической пластины, в результате чего открывается второй впускной канал, через него рабочая жидкость поступает во вторую рабочую камеру, силы трения между ротором и делительными пластинами возрастают, и крутящий момент с минимальными потерями передается на крыльчатку вентилятора. При максимальном открытии впускных каналов вентилятор вращается примерно с той же частотой, что и шкив водяного насоса.

При охлаждении двигателя происходят обратные процессы: сначала в исходное положение возвращается биметаллическая пластина, закрывая один впускной канал, а затем пластина поворачивается и закрывает второй канал.

После полной остановки двигателя рабочая жидкость стекает в нижнюю часть резервуаров и рабочих камер, что является определенной проблемой: при последующем пуске мотора рабочая жидкость не сможет сразу покинуть рабочие камеры, вентилятор начнет вращаться, что будет мешать нормальному прогреву мотора. Эту проблему решает наличие заднего резервуара большого объема, который расположен чуть ниже уровня рабочих камер. При остановке двигателя рабочая жидкость стекает в этот резервуар и практически не занимает объем рабочих камер, поэтому при последующем пуске двигателя вентилятор будет вращаться с незначительной скоростью, не мешая прогреву.

В качестве рабочей жидкости сегодня используются специальные составы на силиконовой основе. Такие составы обладают интересным эффектом (который называется дилатантным) — их вязкость резко возрастает при высокой скорости деформации сдвига. То есть, находясь в резервуаре, такая жидкость ведет себя, как обычная смазка, но стоит ей попасть в рабочую камеру между движущимися пластинами, как ее вязкость увеличивается. Именно это свойство дилатантных жидкостей и сделало возможным само существование вязкостных муфт.

Конкретно в гидромуфтах отечественных и большинства иностранных автомобилей используется специальная полиметилсилоксановая жидкость ПМС–10000 (ТУ 6–02–737–78). Эта жидкость продается, поэтому существует возможность проводить самостоятельный ремонт и обслуживание вискомуфт.

Таким образом, вязкостная муфта работает в автоматическом режиме, обеспечивая изменение скорости вращения вентилятора в зависимости от изменения температуры двигателя, не прибегая к сложным датчикам, не затрачивая электроэнергию, и не требуя вмешательства водителя. Это очень удобно и эффективно, что и обусловило широкое распространение вискомуфт на автомобилях УАЗ.

Особенности работы и обслуживание гидромуфты привода вентилятора УАЗ

Вязкостная муфта в процессе эксплуатации не нуждается в каком-то специальном техническом обслуживании, и обычно без проблем функционирует до выработки ресурса. Однако для обеспечения лучшего качества работы вискомуфты необходимо следить за чистотой ее поверхности — следует удалять с ее поверхности загрязнения и масляные потеки, которые могут препятствовать нормальному нагреву. Грязная муфта будет работать с запозданием или вовсе не прогреваться до нужной температуры, а значит, управление вентилятором будет происходить некорректно.

Возможны ситуации, когда муфта без каких-либо видимых причин перестает работать, в этом случае ее можно попытаться отремонтировать. Для этого необходимо выполнить несколько простых действий:

  1. Снять муфту;
  2. Демонтировать с муфты крыльчатку;
  3. Выкрутить две шпильки крепления крыльчатки, через отверстие одной из шпилек вылить рабочую жидкость;
  4. Залить в муфту бензин и тщательно промыть;
  5. Вылить бензин, обязательно просушить до полного удаления бензина;
  6. Залить в муфту новый состав ПМС-10000 (для разных муфт разное количество, но обычно это 40 грамм);
  7. Собрать и установить муфту на место.

Если гидромуфта не начинает работать, то проще ее выбросить и купить новую, тем более, ее стоимость не слишком высока.

В заключение скажем, что нередко владельцы УАЗов жалуются на низкое качество работы вискомуфты, а кто-то и вовсе заменяет ее на электрический привод. Однако чаще всего плохая работа муфты связана с указанным выше загрязнением ее поверхности, а также неграмотной регулировкой жалюзи. Хотя справедливости ради стоит заметить, что муфты зарубежного производства по качеству опережают отечественные образцы, и зачастую имеют куда больший ресурс и долговечность. Однако это зависит от конкретной модели вискомуфты, и большинство владельцев УАЗов, особенно новых моделей, вполне довольны работой муфты.

Еще в этом разделе

www.autoopt.ru

Гидромуфта КАМАЗ: надежный привод вентилятора

В грузовиках Камского автозавода привод вентилятора охлаждения реализован в виде особого устройства — гидравлической муфты, расположенной в передней части силового агрегата. О том, как устроена и работает гидромуфта и связанные с ней компоненты, а также о ее эксплуатации, обслуживании и особенностях ремонта читайте в этой статье.

Общий взгляд на систему охлаждения силовых агрегатов КАМАЗ

Дизельные двигатели камских грузовиков оборудуются двухконтурной жидкостной системой охлаждения, построенной по традиционной схеме. В ее состав входит водяная рубашка (система полостей и каналов) в блоке цилиндров и в ГБЦ, жидкостный насос (помпа), несколько термостатов, радиатор, система трубопроводов и различные датчики. Также в данную систему входит вентилятор, обеспечивающий отвод излишнего тепла от радиатора на определенных режимах работы мотора.

Функционирование системы сводится к следующему. При запуске мотора сразу начинает работать помпа, которая обеспечивает циркуляцию антифриза в первом (малом) контуре, в обход радиатора. При прогреве силовой установки срабатывает термостат, который открывает путь охлаждающей жидкости в радиатор, что обеспечивает охлаждение и поддержание определенной температуры двигателя.

Однако радиатор не всегда работает эффективно — на высоких оборотах, а также в жаркую погоду отвод избыточного тепла в атмосферу значительно ухудшается, что чревато перегревом и поломкой мотора. Решает проблему входящий в систему охлаждения вентилятор — он создает поток воздуха, который обдувает радиатор, обеспечивая отвод лишнего тепла. Без вентилятора нормальная эксплуатация автомобиля, особенно в теплое время года, была бы невозможной.

Работу вентилятора обеспечивает специальный узел — муфта привода вентилятора. До недавнего времени в автомобилях КАМАЗ использовалась исключительно гидравлическая муфта (гидромуфта) в паре с регулятором-выключателем. Сегодня все чаще камские грузовики оснащаются более простыми вязкостными муфтами (вискомуфтами). Здесь мы обратим внимание только на гидромуфту — решение, которое все еще пользуется популярностью и имеет ряд преимуществ перед вискомуфтой.

Назначение гидромуфты и ее роль в системе охлаждения

Гидромуфта имеет несколько несомненных плюсов и преимуществ перед вискомуфтой и электрическим приводом вентилятора, что и определяет ее широчайшее распространение. В сравнении с вискомуфтой, гидромуфта работает более надежно и эффективно, она более четко включается и выключается, обеспечивая надежное охлаждение радиатора. А в сравнении с электрическим приводом, гидравлическая муфта делает ненужной целую электрическую цепь со своими предохранителями, реле, датчиками и проводкой. При этом более сложная конструкция гидромуфты полностью окупается ее надежностью и эффективностью, которые недоступны вязкостной муфте и электродвигателю.

Гидравлическая муфта выполняет несколько функций:

• Отбор мощности от коленчатого вала на вентилятор; • Плавное подключение и отключение вентилятора охлаждения от коленвала;

• Демпфирование нагрузок и реактивных моментов, возникающих в моменты подключения и отключения вентилятора, а также при изменении режима работы силовой установки.

Однако сразу нужно отметить, что гидромуфта сама по себе — узел малоэффективный, нормально свои функции она может выполнять только в паре с регулятором-выключателем. Данный узел осуществляет управление работой гидравлической муфты, и решает несколько задач:

• Включение и отключение вентилятора в автоматическом режиме при достижении пороговой температуры; • Постоянное включение или отключение вентилятора независимо от степени нагрева мотора;

• Обеспечение оптимальной частоты вращения крыльчатки в зависимости от текущей температуры силовой установки.

Работая в паре, муфта и регулятор управляют работой вентилятора и всей системы охлаждения дизеля в целом. Так что данные узлы играют важную роль, но при этом не отличаются сложным устройством и дороговизной.

Конструкция гидромуфты КАМАЗ

Гидравлическая муфта имеет несложное устройство. Ее основу составляет ведущее колесо, выполненное в виде разрезанного вдоль тора («бублика»), и посредством нескольких болтов соединенное с кожухом. Сам кожух жестко смонтирован на ведущем валу, который, в свою очередь, с помощью подшипника монтируется на задней стенке муфты. Ведущий вал имеет шлицевое соединение с валом привода муфты, играющим роль посредника между муфтой и коленвалом. С внешней стороны к ведущему колесу крепится кольцевая ступица шкива и сам шкив привода генератора.

Внутри кожуха расположено ведомое колесо, которое также представляет собой разрезанный тор, повернутый плоской стороной к ведущему колесу. Во внутренних поверхностях обоих колес, имеющих тороидальную форму, предусмотрены лопатки, расположенные по радиусу. Колеса являются цельнолитыми (с лопатками), что значительно повышает их надежность и прочность. В ведущем колесе муфты насчитывается 33 лопатки, в ведомом — на одну меньше. Между колесами имеется небольшой зазор, который необходим для подачи и удаления масла. Пространство между колесами и их повернутые друг к другу внутренние поверхности образуют рабочую полость гидравлической муфты.

С ведомым колесом жестко соединен ведомый вал, который пропущен через отверстие в центре ведущего колеса и через ступицу шкива, и оканчивается ступицей вентилятора. Крыльчатка вентилятора монтируется на ступицу с помощью болтов и при необходимости ее можно снять. Ведомый вал опирается на один подшипник, расположенный внутри ступицы шкива, второй опорой служит подшипник в кожухе.

Весь узел в сборе монтируется в передней крышке блока цилиндров, гидромуфта находится на одной оси с коленчатым валом двигателя. С внешней стороны выходят шкив привода генератора и ступица вентилятора, с внутренней стороны гидромуфта закрыта крышкой, в которой смонтирован подшипник, удерживающий ведущий вал (поэтому данную деталь часто называют корпусом подшипника гидромуфты).

Регулятор-выключатель также имеет несложное устройство. Его основу составляет корпус, внутри которого находятся масляные каналы, клапан золотникового типа и термосиловой датчик, изменяющий свою длину в зависимости от температуры. Данный узел устанавливается на правый блок цилиндров, на впускной патрубок (через него охлаждающая жидкость подается в водяную рубашку, в данном месте она имеет минимальную температуру), при этом его масляные каналы соединены с главной масляной магистралью двигателя (которая непосредственно соединена с нагнетательной секцией масляного насоса) и масляными каналами в блоке и в корпусе подшипника гидромуфты.

Гидромуфта и регулятор-выключатель всегда работают сообща и лишь в крайних случаях требуют вмешательства водителя.

Принципы действия гидравлической муфты

Гидропривод вентилятора охлаждения может работать в трех различных режимах:

• Автоматический режим — подключение и отключение вентилятора охлаждения производится автоматически при достижении пороговой температуры мотора; • Принудительное постоянное отключение — вентилятор всегда выключен (однако в этом режиме крыльчатка может медленно крутиться, так как на нее воздействует набегающий поток воздуха, также вращение может возникать из-за трения внутри подшипников муфты);

• Принудительное постоянное включение вентилятора — крыльчатка всегда вращается.

Переключение между режимами осуществляется с помощью рычажка на регуляторе-выключателе. Автоматический режим обозначен буквой «А» или «В» (зависит от конкретного типа регулятора), постоянное отключение — буквой «О» («отключен»), постоянное включение — буквой «П» («подключен»). Нас наиболее всего интересует первый режим.

В автоматическом режиме работы температура охлаждающей жидкости отслеживается с помощью термосилового датчика, который представляет собой запаянный герметичный баллон малого объема, заполненный активной массой, изменяющей свой объем при плавлении. В качестве активной массы обычно выступает гранулированный воск, смешанный с гранулами металлов, графита и других материалов. То есть, здесь используется то же техническое решение, что и в термостате.

При незначительном нагреве мотора (менее 85°C) датчик имеет малый объем, поэтому клапан закрыт и перекрывает доступ масла к гидромуфте. При нагреве двигателя до 85°C или выше (зависит от регулировки) заполняющая датчик смесь плавится, длина датчика увеличивается, и он воздействует на клапан, в результате чего в регуляторе открываются масляные каналы — в этом случае масло из главной магистрали под давлением поступает в переднюю крышку блока цилиндров, где по каналу и специальной трубке в корпусе подшипника подводится к ведущему валу гидромуфты, а через каналы в нем — в рабочую полость гидромуфты.

Масло под давлением полностью заполняет рабочую полость муфты, где оно под действием движущихся лопаток ведущего колеса начинает вращаться — этот поток взаимодействует с лопатками, расположенными на ведомом колесе, передает им часть своей кинетической энергии, и тоже заставляет вращаться. В итоге, оба колеса начинают вращаться практически как единое целое, а вместе с ними во вращение приводится и крыльчатка вентилятора. Однако масло не обеспечивает жесткую связь колес, поэтому при изменении частоты вращения коленвала ведомое колесо за счет вязкости масла изменяет свою угловую скорость постепенно, предотвращая удары и неравномерность работы вентилятора.

Выключатель-регулятор работает таким образом, что количество масла, поступающего на гидромуфту в каждый момент времени, зависит от температуры двигателя — чем она выше, тем больше масла. Поэтому чем горячее мотор, тем быстрее вращается вентилятор. Также в регуляторе предусмотрена возможность регулировки пороговой температуры включения и отключения гидромуфты в пределах от 85 до 90°C.

При падении температуры силового агрегата ниже 85°C смесь в датчике вновь затвердевает, ее объем сокращается, что приводит к закрытию клапана. Масло перестает поступать в муфту, а то масло, что осталось между колес, под действием центробежных сил через специально предусмотренное в кожухе отверстие постепенно сливается в масляный поддон. При сокращении количества масла ведущее колесо престает воздействовать на ведомое, и крыльчатка прекращает свое вращение.

Важно отметить, что ведущая часть гидромуфты (она включает в себя вал привода гидромуфты и ведущий вал, ведущее колесо с кожухом, а также ступицу шкива и сам шкив генератора) вращается всегда независимо от температуры двигателя. Этим достигается постоянный привод генератора, даже если гидромуфта отключена или вышла из строя.

Как нетрудно понять, принудительное включение и отключение гидромуфты обеспечивается открытием или закрытием масляных каналов в регуляторе-выключателе. Принудительное открытие и закрытие каналов производится поворотом пробки с отверстиями, расположенной в верхней части регулятора. При положении рычага (и пробки) в режимах «О» и «П» клапан продолжает работать, однако не оказывает влияния на работу регулятора.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт гидромуфты

Гидравлическая муфта не нуждается в каком-либо специальном техническом обслуживании — она может на протяжении многих лет бесперебойно работать, обеспечивая надежное включение и отключение вентилятора. Однако с течением времени детали гидромуфты подвергаются износу, в результате чего весь узел может выйти из строя. В этом случае вентилятор может вращаться с пониженной скоростью или вовсе не включаться, что чревато перегревом мотора. При поломке гидромуфту необходимо как можно скорее заменить.

Обычно гидравлическую муфту меняют в сборе с передней крышкой блока — этот вариант наиболее простой, он требует минимальных затрат времени и сил. Дело в том, что снятие, разборка, ремонт и сборка гидромуфты — дело довольно сложное и требующее применения специального инструмента. Кроме того, после сборки гидромуфты необходимо провести ее испытания и регулировку на стенде, что доступно только сервисам. Следует отметить, что для замены крышки в сборе с гидромуфтой требуется частичное снятие и подъем двигателя, однако эту операцию провести гораздо проще, чем ремонт гидромуфты.

Если гидромуфта не нуждается в каком-либо обслуживании, то выключатель-регулятор гидромуфты время от времени требует вмешательства водителя. В частности, можно изменять пороговую температуру, при которой включается гидромуфта. Это делается изменением количества регулировочных колец, расположенных между термосиловым датчиком и корпусом регулятора. Но чаще всего приходится уменьшать количество колец, но только в том случае, если температура силового агрегата во время работы не снижается меньше 105°C.

Также может потребоваться принудительное постоянное включение и отключение вентилятора. Включать его рекомендуется при чрезмерном росте температуры мотора, отключать — при падении температуры ниже нормы. Обычно такие ситуации возникают при различных поломках системы охлаждения, так что указанные режимы считаются аварийными. При возникновении таких ситуаций необходимо как можно скорее выявить и устранить неисправность.

В целом, привод вентилятора на основе гидравлической муфты отличается надежностью и эффективно выполняют свои функции, он обладает значительным ресурсом и обычно не доставляет проблем водителю грузовика.

Еще в этом разделе

www.autoopt.ru


Смотрите также