Оглавление
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).
Включение полного привода на УАЗ Патриот
На автомобилях УАЗ, собранных до 2013 г., — стандартная раздаточная коробка. Для изменения режимов работы используется отдельный рычаг, выведенный на тоннель между передними сидениями. Рукоятка позволяет включать или выключать привод на передний мост, а также выбирать прямую или пониженную скорость в редукторе. На рукоятке смонтирована шарообразная накладка, на которой указан алгоритм переключения редуктора.
После внедрения раздаточного редуктора Hyundai Dymos (разработан в Южной Корее) для переключения режимов работы трансмиссии используется поворотная шайба, установленная на центральной консоли.
Использование электроники позволяет включить режим полного привода на ходу (при скорости до 100 км/ч). Но для включения пониженной передачи требуется остановиться и перевести рычаг основной коробки в нейтральное положение (при отпущенном сцеплении). Затем шайба переводится вправо, а сцепление выжимается до момента включения индикатора на панели.
Режимы работы редуктора Dymos:
- Стандартный 2Н, применяемый при эксплуатации автомобиля на шоссейных или грунтовых дорогах с твердым покрытием (в летний и зимний период).
- Режим полного привода с прямой передачей 4Н, активируемый при движении по мокрым или скользким грунтовым или асфальтированным дорогам. При включении привода на панели приборов срабатывает контрольный индикатор. Завод рекомендует переключать режим только при движении по прямой. Активация привода на 2 моста при движении по дуге приводит к ударным нагрузкам на агрегаты трансмиссии. Если при повороте шайбы привод на передний мост не включается, то необходимо повысить или понизить скорость, а затем повторить попытку.
- Пониженный ряд 4L используется при езде в сложных дорожных условиях или при перемещении прицепа по грязи или глубокому снегу (до 400 мм и более). Режим обеспечивает увеличение крутящего момента на колесах, на комбинации приборов горит контрольная лампа. При движении запрещается резко дергать машину двигателем, поскольку цепной механизм не переносит ударных нагрузок и разрушается.
Раздаточная коробка Dymos под передаточное число 4.11.
При подключении полного привода редуктор может издавать посторонние звуки, сопровождаемые вибрацией кузова. При эксплуатации автомашины с приводом на передний мост ухудшается управляемость (снижается угол поворота колес), при вращении рулевого колеса возникают вибрации. Применение привода на сухих дорогах приводит к росту расхода топлива и дополнительному шуму, а также негативно влияет на ресурс покрышек и узлов трансмиссии.
При эксплуатации машин с редуктором Dymos встречается неисправность, связанная с самопроизвольным включением привода на все колеса. Дефект связан с ошибочной коммутацией блока управления агрегатом.
Для восстановления работоспособности потребуется отремонтировать контроллер или заменить деталь вместе с поворотной шайбой. В конструкции редуктора предусмотрена система диагностики: при обнаружении сбоев на комбинации приборов включается индикатор 4WD Check с одновременной активацией указателя режима работы, в котором зафиксирована проблема.
Схема редуктора Dymos.
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:
- Снять муфту;
- Демонтировать с муфты крыльчатку;
- Выкрутить две шпильки крепления крыльчатки, через отверстие одной из шпилек вылить рабочую жидкость;
- Залить в муфту бензин и тщательно промыть;
- Вылить бензин, обязательно просушить до полного удаления бензина;
- Залить в муфту новый состав ПМС-10000 (для разных муфт разное количество, но обычно это 40 грамм);
- 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.
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.