Для чего вискомуфта вентилятора охлаждения нужна

4

Как устроена вискомуфта вентилятора, зачем нужна, почему и как ломается

В конструкции системы охлаждения автомобиля присутствует такой интересный механизм, как вискомуфта. На автомобильных форумах часто задают вопросы, связанные с этим механизмом. Мы сделали выводы о необходимости детального изучения этой темы.

Что собой представляет вискомуфта вентилятора

Под таким странным названием подразумевается особый механизм, на котором лежит функция избирательной передачи, определяющаяся внешними условиями и крутящим моментом. Муфта имеет вид герметичного корпуса. Внутри него располагаются диски, разбитые на два ряда. Один ряд дисков соединяется с ведомым валом, соответственно, второй ряд связан с ведущим. Конструкция механизма предусматривает возможность чередования дисков между собой. Их конструкция имеет отверстия и выступы.

Внутри вискомуфты имеется специальная жидкость с вязкой структурой, потому механизм часто называется вязкостным. Чаще всего для изготовления этого вещества используется силикон. Для жидкости характерны уникальные особенности, которые определяют её эффективное использование. Возможности этого вещества сводятся к следующему:

• при увеличении интенсивности перемешивания возрастает показатель вязкости;
• при нагреве повышается коэффициент расширения.

Такие особенности определяют принцип работы вискомуфты, который будет изучен дальше.

Где находится вискомуфта

Этот механизм занимает место между радиатором охлаждения автомобиля и шкифом помпы. Он выполняет ряд важных функций:

1. Контроль скорости вращения лопастей вентилятора, который охлаждает силовой агрегат автомобиля.
2. Обеспечение эффективности работы двигателя благодаря активизации вентилятора в нужные моменты.
3. Снижение нагрузки, которую испытывает силовой агрегат.

Муфта может крепиться на фланцевой вал, который, в свою очередь, устанавливается на шкив помпы. Также вал может навинчиваться на вал помпы. Дальше нужно разобраться с тем, как работает вискомуфта вентилятора охлаждения.

Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения

Знакомство с вискомуфтой вентилятора будет невозможным без изучения принципа работы этого механизма. Неопытному автомобилисту этот процесс может показаться сложным, хотя, на самом деле, всё устроено просто и понятно. Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения основан на функционировании биметаллического датчика. Он находится впереди вискозного вентилятора. Этот элемент реагирует на температуру, которая передаётся через радиатор системы охлаждения.

1. При низкой температуре чувствительный датчик заставляет клапан сжиматься. Это приводит к сохранению масла внутри вискомуфты в пределах резервуара. Муфта на вентиляторе дезактивируется и продолжает вращаться лишь на 20% от интенсивности вращения мотора.
2. При повышении температуры до рабочего уровня датчик расширяется и заставляет клапан вращаться. Это приводит к перемещению масла по камере к внешним краям. Активизируется сцепление с вентилятором и скорость вращения муфты увеличивается с 20% до 80%.

При движении ТС с постоянной скоростью вращение дисков равномерное и не сопровождается перемешиванием масла между ними. При возникновении разницы между скоростями вращения валов (ведомого и ведущего) диски также начинают работать в разных режимах. Это приводит к увеличению вязкости силиконовой жидкости. В таком состоянии она оказывает воздействие на передачу крутящего момента.

При возникновении большой разницы между скоростями вращения дисков жидкость становится практически твёрдой, что приводит к блокированию вискомуфты. Устройство вискомуфты вентилятора изучили, теперь необходимо научиться проверять исправность работы этого механизма.

Как проверить вязкостную муфту

Работоспособность вискомуфты вентилятора нужно проверять на холодном и горячем силовом агрегате. Об этом свидетельствуют эксплуатационные пособия по ремонту ТС. При холодном моторе перегазовка не будет менять частоту вращений муфты. В случае с горячим мотором этот показатель будет сильно возрастать.

Также обязательно проверяется продольный люфт, при выявлении которого придётся выполнять работы по его устранению. Наличие посторонних звуков во время вращения муфты будет говорить о неисправности подшипников.

Основные причины неисправности

Механизм может выходить из строя по нескольким причинам. Мы выделили основные и наиболее распространённые:

• использование шин различного размера, которые также имеют разный уровень изношенности;
• утечка жидкости с муфты;
• износ деталей в результате интенсивной эксплуатации, воздействия агрессивных факторов и высокой температуры;
• неправильное выравнивание приводного механизма;
• утрата свойств биметаллического датчика, что может наступать в результате поверхностного окисления и застревания муфты;
• неисправное состояние подшипника.

Признаки неисправности

Первым и главным признаком, который может свидетельствовать о неисправном состоянии вискомуфты, является чрезмерный нагрев мотора. Такая ситуация может возникать в результате утечки жидкости или отсутствия своевременного срабатывания биметрической пластины. Температура мотора повышается, а вентилятор не работает вовсе или функционирует на низких оборотах, следовательно, не обеспечивается охлаждение агрегата.

Бывает и так, что при холодном двигателе вентилятор вращается на полную силу. Такая ситуация может возникать из-за испорченного геля, поломки ряда узлов механизма или превращения смазки в твёрдую субстанцию.

К чему может привести неисправная вискомуфта

Рабочий запас вискомуфты в среднем составляет 200 тыс. км. После этого механизм требует к себе повышенного внимания. Нужно постоянно контролировать момент её срабатывания, особенно летом. Также требуется проверять рабочую температуру мотора в пробках. Если отмечаются значения, близкие к критическим, то придётся всерьёз заниматься вискомуфтой. Новая деталь стоит немало, да и найти нужную модель часто не представляется возможным. Потому многие автовладельцы решаются на установку электрической системы. В любом случае, игнорировать такую ситуацию нельзя, поскольку можно столкнуться со следующими неприятностями:

• перегрев мотора;
• сокращение срока службы помпы;
• увеличение расхода топлива.

Каждый из вас предупреждён об опасности, которую несёт в себе неисправная вискомуфта вентилятора системы охлаждения автомобиля. Не стоит пренебрегать проверкой и устранением неисправностей, в противном случае можно столкнуться с очень дорогим и трудоёмким ремонтом двигателя.

Что такое вискомуфта: принцип работы, устройство и проверка

Охлаждение двигателя автомобиля потоком набегающего воздуха действует далеко не всегда, поэтому все они снабжены вентиляторами принудительного обдува. На это надо затратить определённую мощность, причём желательно в регулируемом режиме. Постоянное продувание воздуха через радиаторы с максимальной производительностью не всегда требуется и ведёт к значительному перерасходу топлива. Электрический вентилятор достаточно просто отключать, когда в нём нет необходимости, а вот с механическим потребуется дополнительное устройство между приводом и крыльчаткой.

Предназначение вискомуфты

С ростом температуры двигателя открывается клапан термостата, и горячая жидкость начинает поступать в радиатор. Последний охлаждается встречным воздухом при движении автомобиля, температура антифриза падает, и он в охлаждённом состоянии возвращается в рубашки головки и блока.

Когда скорость автомобиля мала или вообще отсутствует на остановках с работающим двигателем, радиатор не продувается и мотор начинает перегреваться.

Необходимо запустить во вращение крыльчатку вентилятора, до того медленно вращавшуюся и не расходовавшую лишнюю энергию. Для этого и предназначена вискомуфта вентилятора.

Она должна почувствовать критический рост температуры и восстановить механическую связь между своим приводным шкивом и крыльчаткой.

Принцип работы

Работа муфты основана на применении специальной жидкости, изменяющей свою вязкость при увеличении внутреннего трения. Если перемешивание её незначительно, то вязкость мала и наоборот, при быстром относительном перемещении её слоёв свойства становятся близкими к гелю и даже твёрдому телу.

Если подобное вещество расположить в небольшом промежутке между двумя дисками, то передача крутящего момента с одного из них на другой будет зависеть от отношения скоростей их вращения.

Связав один из них со шкивом, а второй с крыльчаткой, можно получить муфту, которая заставит вращаться крыльчатку со скоростью, зависящей от количества жидкости между дисками и расстояния между ними. Чем меньше расстояние, тем сильнее жидкость увеличивает вязкость и тем лучше передаётся энергия вращения.

Устройство вискомуфты вентилятора охлаждения

Реализуется эта относительно простая идея различными способами.

• можно изменять расстояние между дисками, но это не всегда удобно с конструктивной точки зрения, хотя и такой способ используется в некоторых устройствах, обычно при этом задействуется не одна пара дисков, а целый пакет;
• подачу жидкости в зазор можно регулировать электромагнитным клапаном, управляемым от температурного датчика через реле и запускающим поток в обход зазора или непосредственно в пространство между дисками, так и сделано на некоторых грузовиках, где крыльчатки требуют подвода значительной мощности;
• способом попроще будет использование механических термочувствительных элементов спирального типа, металлическая спираль из специального материала с высоким коэффициентом теплового расширения имеет значительную длину при небольших внешних габаритах, нагреваясь, поворачивает золотниковый клапан, направляющий жидкость в рабочий зазор;
• еще проще устроено управление при помощи биметаллической пластины, которая изгибается при нагреве, надавливая на пластину клапана, открывающего перфорацию на одном из дисков, после чего через него начинают поступать дополнительные порции вискожидкости.

На автомобилях использованы различные конструкции, но есть и много общего:

• ротор муфты связан со шкивом, расположенным на корпусе водяного насоса или на отдельном кронштейне;
• в конструкции имеются подшипники, на которых вращается шкив и проскальзывает статор относительно ротора;
• в корпус статора заливается строго определённое количество специальной силиконовой жидкости;
• на статоре выполняется оребрение для лучшего теплообмена, и к нему же болтами прикреплена крыльчатка обдува радиатора.

Масло заливается на весь срок службы, а его сохранность обеспечивается кольцевым уплотнением.

Роль силиконового масла

Состав масла выполнен таким, чтобы придать продукту так называемые неньютоновские свойства. Обычные жидкости не меняют свою вязкость от скорости перемещения микрослоёв внутри. Здесь же вязкость резко растёт, что и обеспечивает увеличение жидкостного трения между дисками.

При низкой температуре масло отбрасывается центробежными силами из зазора, для чего на дисках иногда делаются направляющие насечки.

Диски вращаются свободно, и передачи энергии на крыльчатку почти нет. Если же клапаны открываются термочувствительными элементами, то масло начинает заполнять зазор, увеличивать вязкость и передавать вращение на ведомый диск, связанный через корпус с крыльчаткой.

Для увеличения поверхностей трения на дисках выполняются кольцевые канавки, входящие одна в другую, так масло используется максимально эффективно при тех же габаритах.

Температурная зависимость вязкости у масла мала, что позволяет муфте нормально работать и при низких температурах. Низкокачественные масла без силикона в таких условиях передавали бы вращение постоянно, ещё более охлаждая двигатель.

Проверка вискомуфты на работоспособность

Первым симптомом нормальной работы муфты будет её кратковременное включение при первом запуске холодного мотора.

Это связано с тем, что во время стоянки жидкость стекла в зазор и ещё не выбросилась в резервуар корпуса. Затем характерный звук работающих лопастей крыльчатки пропадёт, скорость её уменьшится, хотя и не до нуля.

При таком холостом ходе вентилятора его даже можно остановить любым мягким предметом, обычно демонстрируют свёрнутую газету, резиновый шланг или пластиковую бутылку. Ни в коем случае не стоит пытаться это делать руками.

По мере прогрева радиатора клапаны открываются, и вентилятор начинает работать на полную мощь. Его обороты растут при прогазовках практически сразу за двигателем, а остановить его уже не получается. Это и будет признаком нормальной работы муфты.

Замена вискомуфты на примере Ауди А6 С5

На этих автомобилях вентилятор с муфтой и шкивом установлен на отдельной цапфе и приводится в движение вспомогательным ремнём. Ротор муфты прикручен непосредственно на резьбу втулки шкива.

Для замены не потребуется много времени:

• поскольку удержать шкив за ремень не получится, то придётся специальным приспособлением зафиксировать его через имеющиеся отверстия, оно достаточно легко изготавливается из полоски железа и двух болтиков с гайкам по месту, а можно попытаться обойтись и Г-образным шестигранником из набора;
• зафиксировав шкив, рожковым ключом на 32 мм отворачивается гайка ротора, следует помнить, что там левая резьба и вращать надо по часовой стрелке на откручивание;
• отвернув ротор, можно извлечь крыльчатку в сборе с муфтой и рассоединить их, отвернув четыре болта.

Новая муфта устанавливается в обратном порядке, после чего её можно проверить как указано выше, хотя у полностью новых изделий сопротивление вращению значительное даже в холодном состоянии.

Можно ли отремонтировать вентилятор охлаждения

Муфта служит очень долго, ломаться и изнашиваться там особо нечему. После окончания срока службы она меняется на новую, поскольку надёжность системы охлаждения всегда должна быть на высоте, слишком дорого обходятся последствия. Но умельцы пробуют чинить вискомуфты, заменяя в них жидкость.

Процедура достаточно простая, надо только аккуратно просверлить отверстия в корпусе для замены масла и подготовить для них надёжные заглушки.

Сложности в другом – очень трудно точно подобрать жидкость нужной вязкости и определить точное её количество. Иначе муфта нормально работать не будет, но опыт в сети уже имеется, при желании с ним несложно ознакомиться, памятуя, что все муфты разные, важны данные на конкретную модель автомобиля и двигателя.

Вискомуфта в машине: что это такое, зачем она нужна и почему ломается

В конструкции автомобиля вискомуфта используется для решения разных задач, и достаточно успешно. Как это достигается?

Что такое вискомуфта

Вискомуфта (вязкостная муфта / VC или viscous coupling) — это устройство для передачи усилия с помощью вязкостных свойств специальных жидкостей. Вискомуфту в 1917 году изобрел американец Мелвин Северн, но практическое применение устройство нашло лишь через полвека. На британском Jensen Interceptor FF, первом в мире серийном легковом полноприводном автомобиле без претензий на внедорожность, вискомуфта отвечала за блокировку межосевого дифференциала. С тех пор VC в автомобилестроении применялась:

1. Для автоматического подключения полного привода.
2. Для блокировки дифференциалов.
3. В системе охлаждения ДВС.

Устройство и принцип работы вискомуфты

Действие вискомуфты основано на свойстве так называемых неньютоновских (или дилатантных) жидкостей густеть и расширяться при внешнем воздействии. В VC используются жидкости на основе силикона. В зависимости от задач, выполняемых муфтой, различают два основных типа ее конструкции:

1. При использовании VC в трансмиссии герметичный цилиндрический корпус исправной муфты заполнен дилатантной жидкостью на 90% с учетом ее расширения при перемешивании и нагреве. Внутри корпуса находятся два набора чередующихся перфорированных дисков, между которыми имеется зазор от 0,2 до 0,4 мм. Одни диски связаны с ведущим, а другие с ведомым валом трансмиссии. В обычных условиях движения скорости вращения дисков примерно одинаковы и дилатантная жидкость сохраняет текучесть. При пробуксовке, сопровождающейся возникновением заметной разницы в скоростях вращения валов трансмиссии, жидкость начинает интенсивно перемешиваться и густеть. В результате происходит либо подключение полного привода, либо блокировка дифференциала.
2. При использовании VC в приводе вентилятора охлаждения двигателя дилатантная жидкость находится в специальных камерах внутри корпуса муфты и поступает в пространство между ведущим (соединен с коленчатым или распределительным валом ДВС) и ведомым (соединен с крыльчаткой вентилятора) дисками через пружинные клапаны. За их открытие отвечает чувствительная к нагреву биметаллическая полоса, которая закреплена на обращенной к радиатору стороне корпуса VC. Таким образом, муфта начинает замыкаться по мере прогрева двигателя. Чем горячее радиатор, тем больше дилатантной жидкости поступает в пространство между дисками и тем быстрее вращается вентилятор. С понижением температуры охлаждающей жидкости в радиаторе биметаллическая полоса постепенно принимает изначальную форму. При этом закрываются клапаны, отвечающие за подачу дилатантной жидкости в пространство между дисками, и открывается сливной канал. По нему под действием центробежной силы дилатантная жидкость постепенно возвращается в резервуары, что приводит к замедлению вентилятора. В настоящее время эта конструкция в легковых автомобилях уступила место более эффективным электрическим вентиляторам охлаждения ДВС.

Преимущества и недостатки вискомуфты

Как известно, у любой медали две стороны, и VC не исключение. Среди преимуществ вискомуфты:

1. Простота устройства.
2. Невысокая стоимость для производителя.
3. Надежность.
4. Независимость от электрической сети автомобиля, что снижает нагрузку на генератор.
5. Сохранение работоспособности после длительного простоя, в том числе при повышенной влажности, к которой чувствительны электрические системы.
6. Отсутствие необходимости в обслуживании.
7. Мягкость срабатывания, что особенно заметно при использовании VC в трансмиссии.

Минусов у вискомуфты тоже немало:

1. Недостаточное быстродействие, что снижает эффективность полного привода.
2. Склонность к перегреву в условиях тяжелого бездорожья при использовании в трансмиссии.
3. Громоздкость и выраженная зависимость габаритов от величины передаваемого усилия, что затрудняет проектирование трансмиссии высокомощных легковых автомобилей и внедорожников.
4. Невозможность обеспечить работу вентилятора при выключенном двигателе.
5. Забор части мощности двигателя при использовании в приводе вентилятора системы охлаждения ДВС.
6. Низкая ремонтопригодность. Часто это связано с отсутствием информации о типе использованной в данной VC дилатантной жидкости, от свойств которой зависят момент смыкания дисков и величина передаваемого усилия.

Признаки неисправности вискомуфты

Несмотря на свою надежность, VC, как любой механизм, может выйти из строя. Это указывает на следующие проблемы.

1. Наличие потеков дилатантной жидкости на корпусе муфты свидетельствует об износе сальников.
2. Одинаковая скорость вращения вентилятора на холодном и прогретом двигателе. Причина — в утечке дилатантной жидкости или неисправности механизма ее подачи в пространство между ведущим и ведомым диском.
3. Посторонние шумы, вибрации при работе вентилятора — признак износа подшипника VC.

Как выбрать вискомуфту

В случае необходимости замены вискомуфты и при отсутствии информации о ее модели есть смысл обратиться в интернет-магазины. Там можно найти код оригинальной муфты и коды аналогов. В этих поисках нужно знать:

Что такое вискомуфта и для чего она нужна автомобилю?

Вискомуфта (VC) представляет собой устройство, предназначенное для передачи усилия посредством вязкостных свойств особых жидкостей. Крутящий момент передается посредством изменения вязкости особой жидкости в корпусе муфты. Деталь применяется не только в системах полного привода, но и в охлаждающих системах двигателя, для блокировки дифференциалов.

Что такое вискомуфта в автомобиле?

Вязкостная муфта (или вискомуфта) — это механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. Конструктивно она состоит из множества круглых пластин, имеющих выступы и отверстия. Эти пластины расположены очень близко друг к другу в герметичном корпусе.

Чтобы понять, что делает вискомуфта, требуется рассказать о жидкости, которая есть внутри нее. В блок заливается дилатантная жидкость, свойства которой основаны на силиконе. При отсутствии перемешивания и нагрева она остается в жидком состоянии. Если ее разогреть или начать сильно смешивать, происходит ее загустение, расширение, что делает ее схожей с застывшим клеем. После остановки смешивания агрегатное состояние жидкости возвращается в изначальное. Заливают жидкость на весь срок эксплуатации компонента, ее нельзя заменить.

Принцип работы и устройство вискомуфты

Теперь можно разобраться с тем, как работает вискомуфта. Ее действие базируется на неньютоновских жидкостях. В зависимости от задач компонента выделяются конструкции двух типов:

1. Если VC используется в трансмиссии, то корпус цилиндрической формы на 90% заполнен жидкостью, оставшиеся 10% ориентированы на ее расширение. Внутри имеется пара комплектов чередующихся перфорированных дисков, а между ними сохранен зазор 0,2-0,4 мм. Один диск сопряжен с ведущим трансмиссионным валом, а второй – с ведомым. При стандартном перемещении скорость вращения дисков примерно одинаковая, поэтому сохраняется тягучесть жидкости. При пробуксовке происходит перемешивание и загустение. Результат этого – активация полного привода или блокировка дифференциала.
2. Если VC используется в приводе охлаждающего вентилятора мотора, то для жидкости тут используются специальные камеры, поступая в пространство между ведущими и ведомыми дисками посредством пружинных клапанов. Они открываются за счет чувствительной к нагреву металлической полосы, зафиксированной на стороне корпуса муфты, обращенной к вентилятору. Понятно, за что отвечает вискомуфта: она замыкается по мере прогревания мотора. Чем радиатор горячее, тем больше жидкости подается в пространство между дисками, тем быстрее вращается вентилятор. Как только температура охлаждающей жидкости радиатора падает, форма биметаллической полосы становится изначальной. Клапаны закрываются, поэтому останавливается подача жидкости в пространство между дисками, сливной кран ее выпускает. Возвращение дилатантной жидкости в резервуары приводит к замедлению вентилятора. В легковых автомобилях такая конструкция заменена на электрические вентиляторы охлаждения.

Основные неисправности вискомуфты и последствия для авто

Уже понятно, для чего нужна вискумофта в автомобиле и что это, поэтому можно рассмотреть, как определить, что она вышла из строя. Об этом можно судить по нескольким признакам:

1. Появление потеков дилатантной жидкости на поверхности корпуса, что демонстрирует износ сальников блока.
2. Вентилятор вращается с одинаковой скоростью на холодном и прогретом моторе. Причина состоит в том, что есть утечка жидкости либо проблемы с ее подачей в пространство между дисками.
3. При работе вентилятора возникают посторонние шумы или вибрации. Это свидетельство износа подшипника VC.

Как снять и заменить вискомуфту самостоятельно?

Если отмечается перегрев мотора, то не стоит искать, чем заменить вискомуфту, так как ее вполне можно отремонтировать самостоятельно. Наиболее распространенная причина проблемы – утечка жидкости из основания компонента. Для заливки новой жидкости нужно:

1. Открутить вискомуфту с водяного насоса, а потом разобрать ее. На диске устройства есть пластина с пружиной, под которой размещено отверстие для заливаемой среды. Снимается штифт, а смазка заливается шприцем.
2. Хватит 15 мл жидкости.
3. Заливать нужно медленно, а потом дать время для проникновения силикона поглубже.
4. Поверхности приспособления протираются от излишка жидкости.
5. Деталь можно устанавливать на место.

Мастера говорят о том, что при отсутствии знаний об устройстве тех или иных компонентов лучше не пробовать что-то чинить самостоятельно. Основная проблема состоит в том, что есть большая вероятность что-то не собрать на место.

Еще одна причина для того, чтобы разобрать вискомуфту, состоит в выходе из строя подшипника. У такой неполадки только один признак: в области радиатора охлаждения возникают шумы. В этом случае нужно знать не только, как проверить вискомуфту, но и как ее починить:

• Сначала ее снимают. Откручиваются болты, фиксирующие деталь. Компонент извлекается из моторного отсека.
• Подшипник заменяется. Это делается только тогда, когда узел разобран, а жидкость слита. Съемником извлекается подшипник. Нельзя пользоваться подручными средствами, это приведет к повреждению узла.
• Фиксируется новый подшипник, после чего можно установить устройство на место. Обязательно залить предварительно жидкость, которая ранее была слита из вискомуфты.

В большинств современных автомобилей установлены неразборные вискомуфты. В этом случае кроме как поменять вискомуфту целиком вариантов нет. Однако, если нужно заменить только подшипник в ней, то единственная сложность в этом случае – это поиск съемника. Можно поискать в автомагазинах или среди друзей автолюбителей.

Что делать, если заклинило вискомуфту?

Если заклинило вискомуфту, то ее требуется заменить. При отсутствии сведений о ее модели можно обратиться в интернет-магазин. Там можно отыскать коды оригинальной детали и подходящих аналогов. При таком поиске нужно изначально располагать такими сведениями:

• ВИН-кодом автомобиля.
• Данным о модели транспортного средства, параметрах мотора и годе выпуска.

По этой информации будут выданы результаты по доступным и подходящим деталям для машины.

Полезные советы и рекомендации

На замену требуется выбрать вискомуфту подключения привода или вентилятора охлаждения надлежащего качества. Как было сказано выше, потребуется знать код оригинальной детали. уточнить параметры выбора можно за счет VIN автомобиля, марки, модели и год выпуска.

После определения нужно детали учитывается бренд. Вискомуфты выпускаются только несколькими компаниями, поэтому оптимальным можно назвать выбор из нескольких производителей: Beru, Hella, Febi, Mobis, Meyle. Обычно бренд выбирается соответственно производителю радиаторов охлаждения, термостатов и прочих узлов.