С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Вискомуфта вентилятора принцип работы

Вискомуфта вентилятора принцип работы


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.

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.

Видео — 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. Таким образом, обеспечивается «вязкое» зацепление между дисками, соответственно, вращательный момент двигателя передается вентилятору радиатора, обеспечивается его охлаждение.

Видео — 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.

Видео — замена вискомуфты на электровентилятор УАЗ Патриот:

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.

Видео — 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. 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  http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/aksessuary-i-gadzhety-dlya-avto/signalizaciya-starline-s-avtozapuskom.html на сигнализации Старлайн.

Видео — замена вискомуфты вентилятора охлаждения на Тойота Марк 2:

Может заинтересовать:

Вискомуфта вентилятора принцип работы

Вискомуфта вентилятора является одним из менее известных составляющих системы охлаждения двигателя.

Что такое вискомуфта вентилятора

Вязкие муфты вентилятора используются на автомобилях (легковых и грузовых автомобилях) с продольно расположенным двигателем, в основном это автомобили с задним приводом. Муфта необходима на низких скоростях и на холостом ходу для регулирования температуры. Неисправный вентилятор может привести к перегреву двигателя во время холостого хода или в условиях интенсивного движения.

Где находится

Вязкая муфта вентилятора расположена между шкивом помпы и радиатором и выполняет следующие функции:

  • Контролирует скорость вращения вентилятора для охлаждения двигателя;
  • Помогает в эффективности двигателя за счет включения вентилятора, когда это необходимо;
  • Снижает нагрузку на двигатель.

Крепление муфты

Либо муфта устанавливается на фланцевой вал, установленный на шкив помпы, либо в качестве альтернативы он может быть навинчен, непосредственно, на вал помпы.

Вискомуфта основана на биметаллическом датчике, расположенном в передней части вискозного вентилятора. Этот датчик расширяется или сжимается, в зависимости от температуры, передаваемой через радиатор. Этот интеллектуальный компонент повышает эффективность двигателя за счет регулирования оборотов вентилятора двигателя и подачи холодного воздуха.

При холодных температурах

Биметаллический датчик сжимает клапан, поэтому масло внутри муфты остается в камере резервуара. На этом этапе муфта вискозного вентилятора отключается и вращается примерно на 20% от скорости вращения двигателя.

При рабочих температурах

Биметаллический датчик расширяется, вращая клапан и позволяя маслу перемещаться по всей камере во внешние края. Это создает достаточный крутящий момент для привода лопастей охлаждающего вентилятора при рабочих скоростях двигателя. На этом этапе сцепление с вязким вентилятором включается и вращается примерно на 80% от скорости вращения двигателя.

К чему может привести неисправная вискомуфта

При замене помпы всегда рекомендуется проверять состояние сцепления с вязким вентилятором. Поврежденная муфта будет непосредственно влиять на срок службы помпы. Неисправная вязкая муфта вентилятора может оставаться застрявшей в положении зацепления, что означает, что она всегда будет работать на 80% от скорости вращения двигателя. Это может привести к поломке с высоким уровнем шума и вибрации, создавая громкий вихревой звук при увеличении оборотов двигателя и увеличении расхода топлива.

С другой стороны, если соединение с вязким вентилятором выходит из строя в отключенном положении, оно не будет пропускать воздух через радиатор. Это, в свою очередь, приведет к перегреву двигателя при прекращении процесса охлаждения.

Причины поломки

  • Утечка масла из муфты, отсоединение муфты вентилятора;
  • Биметаллический датчик теряет свои свойства из-за поверхностного окисления, заставляя муфту застревать;
  • Неисправность подшипника, хотя может возникнуть редко, если вязкая муфта вентилятора не была заменена после большого пробега. Это приводит к ухудшению состояния поверхностей.

Работа датчика вискомуфты

Биметаллический датчик управляет работой вискозной муфты. В первую очередь, существуют два типа биметаллических сенсорных систем: пластина и катушка. Оба они работают по тому же принципу, что и объяснялось ранее.

Единственное различие заключается в том, что, пока катушка расширяется и сжимается для поворота пластины вращения, биметалл сжимается и изгибается. Это перемещает скользящую пластину и позволяет маслу перемещаться из камеры резервуара в полость.

Видео: как проверить вискомуфту

​

Понравилась статья? Поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях!

Вискомуфта вентилятора: теория, дозаправка — бортжурнал Mercedes-Benz E-class Старенький да Удаленький 1995 года на DRIVE2

Всем привет.

На улице лето, жара, потому сегодня поговорим о таком важном и интересном элементе системы охлаждения как вискомуфта. Сперва я хотел сделать коротенькую заметку но потом решил расписать немного подробнее, поскольку наблюдая вопросы и ответы касаемо вискомуфты я пришел к выводу что 99% людей понятия не имеют что это такое и как работает. Итак, начнем.

Зачем нужна вискомуфта. В системах охлаждения автомобилей используется всего два вида приводов вентилятора: механический и электрический. Когда с электрическим все ясно, то с механическим вечные вопросы. Начнем сперва с плюсов и минусов. Плюсами электрического привода несомненно будут простота, дешевизна и возможность легко организовать управление (будь то просто вкл/выкл или же непрерывное регулирование мощности). Недостаток же наверное один – ограниченная несколькими сотнями Ватт мощность. И этот недостаток довольно существенный. Порой для обеспечения обдува мощного двигателя может понадобиться мощность 3-5 кВт. Это при том что мощность среднестатистического генератора 1-1,5 кВт. Вот тут-то приходит на помощь механический привод. Простейшим вариантом есть электромагнитное сцепление (на м111 кажется такое). Просто, надежно, но не позволяет плавно регулировать мощность, повышенная шумность, плюс надо ограничивать частоту вращения вентилятора на высоких оборотах двигателя. На спортивных автомобилях можно встретить даже сложные электрогидравлические привода, позволяющие плавно регулировать мощность вентилятора, в зависимости от скорости, температуры двигателя, интенсивности разгона и т.д. Вискомуфта же нечто среднее, она регулирует мощность обдува только от температуры. Недостатков пожалуй два, повышенная шумность при полном включении, а также заметный отбор мощности при интенсивном разгоне.

Вискомуфта обыкновенная

Принцип работы. На самом деле все просто. Есть два диска установленных соосно с малым зазором. Для увеличения площади на дисках могут быть кольцевые канавки и соответствующие выступы. Диски друг друга не касаются и свободно проворачиваются через подшипник. Рабочим телом же является очень густое силиконовое масло которое попадая между дисками создает вязкое зацепление. Теперь о том как муфта включается и выключается. Я где-то даже прочел что масло чё-то там куда-то расширяется и прочие бредни. На самом деле все намного проще. Сцепление муфты вязкостное, а это значит что она всегда, больше или меньше, пробуксовывает. На торце одного из дисков есть насечки под углом. Эти насечки при проскальзывании муфты выступают как насос, перекачивающий масло из рабочей зоны в специальную камеру – муфта выключается. А вот канал, по которому масло попадает обратно в рабочую камеру открывается/закрывается биметаллической пластиной. Масло циркулирует — муфта работает. Масло все загнанно в камеру — муфта выключена. Вот и все. Просто и понятно.

Неисправности. Пожалуй серьезная неисправность у вискомуфт единственная – это износ и разрушение подшипника. Как результат сперва люфт и шум, затем диски начинают касаться друг друга, потом муфта клинит что обычно заканчивается разрывом крыльчатки со всеми вытекающими. А вот проблемы с тем что муфта не включается или обдув недостаточный связаны только с недостатком масла. Вот о заправке муфты мы и поговорим дальше.

Когда-то давно, 3-4 года назад, я с муфтой уже игрался. Заправлял, по дурости трогал регулировочный винт на пластине, после чего долго регулировал момент включения… Заправлять ее можно по отверстию штока включения или просто просверлив дырочку. Я просверлил дырочку и закрыл ее винтиком М2. Вот недавно снова мне по звуку кажется что включение слабовато. У меня масло понемногу убегает именно через управляющий шток под пластиной, там есть и следы.

Заправочное отверстие

По сути мощность муфты регулируется вязкостью и количеством масла. Сколько там масла – точно не знаю, надо вскрыть хоть одну муфту. Если перелить – не поместится в камеру и муфта будет всегда подвключена. Вязкость масла точно не известна. С разных источников это 5000-20000 сСт (сантистокс). У меня есть 5000 сСт. Его и добавил 2 кубика. Не перелил, выключается, посмотрю как себя поведет в жару. Может надо еще. А может надо погуще. Масла в ассортименте есть у моделистов, они идут в дифференциалы моделей. Бывают от 100 до 100000 сСт. Но очень густое тоже не есть хорошо. В морозы муфта может очень долго оставаться включенной после запуска.

Вердикт всего этого таков, что если муфта не включается, можно очень просто ее восстановить. Вот только информации по теме не много и порой надо экспериментировать с вязкостью и количеством масла для достижения лучшего результата. Кто проводил такие опыты — делитесь.

Вот и все. Всем ровных дорог без перегревов.

Цена вопроса: 0 грн Пробег: 407000 км

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости