Вискомуфта: что это такое?

Вискомуфта, или вязкостная муфта — это один из узлов трансмиссии автомобиля, который используется для передачи и выравнивания крутящего момента. Применяется вискомуфта также для передачи вращения на охлаждающий вентилятор радиатора. Не все владельцы транспортных средств хорошо разбираются в устройстве и принципе работы вискомуфты, поэтому мы решили посвятить одну из статей на нашем портале vodi.su данной теме.

Прежде всего, не следует путать принцип работы вязкостной муфты с гидромуфтой или гидротрансформатором, в которых передача момента вращения происходит за счет динамических свойств масла. В случае с вискомуфтой реализован совсем другой принцип — вязкости. Все дело в том, что в полость муфты заливают дилатантную жикостью на основе оксида кремния, то есть силикона.

Что такое дилатантная жидкость? Это неньютоновская жидкость, вязкость которой зависит от градиента скорости и повышается при повышении скорости деформации сдвига. Именно так описываются главные характеристики дилатантных жидкостей в энциклопедиях и технической литературе.

Если же перевести все эти формулировки на более понятный подавляющему числу населения язык, то увидим, что дилатантная неньютоновская жидкость имеет свойство затвердевать (повышать вязкость) при быстром перемешивании. Затвердевает эта жидкость при тех скоростях, на которых вращается коленчатый вал автомобиля, то есть как минимум при 1500 и выше оборотов в минуту.

Каким же образом удалось использовать данное свойство в автомобилестроении? Нужно сказать, что вискомуфту изобрел еще в 1917 году американский инженер Мелвин Северн. В те далекие годы для вязкостной муфты не нашлось применения, поэтому изобретение отправилось на полку. Впервые же ее догадались использовать в качестве механизма автоматической блокировки межосевого дифференциала в шестидесятые годы прошлого века. И устанавливать ее начали на полноприводные внедорожники.

Устройство

Устройство довольно простое:

  • муфта имеет форму цилиндра;
  • внутри расположены два вала, не взаимодействующие друг с другом в нормальном состоянии — ведущий и ведомый;
  • к ним прикреплены специальные ведущие и ведомые металлические диски — их довольно много, они расположены соосно и находятся на минимальном расстоянии друг от друга.

Стоит отметить, что это мы схематически обрисовали вискомуфту нового поколения. Более старая ее разновидность представляла небольшой герметический цилиндр с двумя валами, на которые были надеты две крыльчатки. Валы между собой в зацепление не заходили.

Зная устройство, легко можно догадаться и о принципе работы. Например, когда машина с подключаемым полным приводом едет по нормальной трассе, вращение от двигателя передается лишь на переднюю ось. Валы и диски вискомуфты вращаются с одинаковой скоростью, соответственно перемешивания масла в корпусе не происходит.

Когда же машина выезжает на грунтовую или заснеженную дорогу и колеса на одной из осей начинают буксовать, валы в вязкостной муфте начинают крутиться с разной скоростью. Именно в таких условиях и проявляются свойства делатантных жидкостей — они быстро затвердевают. Соответственно, тяговое усилие от двигателя начинает поровну распределяться на обе оси. Происходит включение полного привода.

Что интересно, вязкость жидкости зависит от скорости вращения. Чем быстрее вращается одна из осей, тем более вязкой становится жидкость, приобретая свойства твердого тела. Кроме того, современные вискостные муфты устроены таким образом, что из-за давления масла диски и валы склеиваются между собой, обеспечивая надежную передачу максимального крутящего момента на обе колесные оси.

По такому же принципу работает и вязкостная муфта системы охлаждения, плавно регулирующая скорость вращения вентилятора. Если двигатель работает на малых оборотах без перегрева, то вязкость жидкости повышается не сильно. Соответственно, вентилятор крутится не очень быстро. Как только обороты повышаются, происходит перемешивание и затвердевание масла в муфте. Вентилятор начинает вращаться еще быстрее, направляя воздушные потоки на соты радиатора.

Плюсы и минусы 

Как видим из выше изложенной информации, вискомуфта — это действительно гениальное изобретение. Но вот в последние годы автопроизводители массово отказываются от ее установки, отдавая предпочтение принудительно управляемым муфтам Haldex. Это происходит по той причине, что использование вязкостных муфт на полноприводных автомобилях повышенной проходимости с системой ABS является довольно проблематичным.

Кроме того, несмотря на простую конструкцию, вискомуфта является громоздким узлом трансмиссии. Повышается масса автомобиля, снижается дорожный просвет. Ну, и как показывает практика, самоблокирующиеся дифференциалы с муфтой вязкостной отличаются небольшой эффективностью.

Плюсы:

  • несложная конструкция;
  • можно отремонтировать своими силами (муфту вентилятора);
  • герметичный корпус;
  • длительный срок службы.

В свое время вискомуфты устанавливались на полноприводные автомобили практически всех известных автомобилестроительных компаний: Volvo, Тойота, Land Rover, Subaru, Vauxhall/Opel, Джип Гранд Чероки и пр. Сегодня же предпочтение отдается электронным системам с принудительной блокировкой. Ну, а в системе охлаждения двигателя муфты вязкостные по-прежнему устанавливаются на многих моделях авто: VAG, Opel, Ford, AvtoVAZ, КамАЗ, МАЗ, двигатели Cummins, ЯМЗ, ЗМЗ.