Принцип работы гидромуфты

Устройство гидромуфты зависит от схемы насоса. Обычно она состоит из следующих элементов:

Гидромуфты для электродвигателя являются самым простым способом регулировки частот вращения насосов, вентиляторов и компрессоров при необходимости сохранения частотных показателей самого мотора. Она имеет собственную маслосистему. А частота вращения гидромуфты напрямую зависит от уровня её наполненности, регуляция которого выполняется черпательно-золотниковым механизмом или посредством жиклерной системы.

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.

• Принцип работы гидромуфты вентилятора
• История появления гидромуфты
• Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта
• Какими достоинствами и недостатками можно охарактеризовать гидравлическую муфту

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
• Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта
• Какими достоинствами и недостатками можно охарактеризовать гидравлическую муфту

История появления гидромуфты

Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта

Гидромуфта вентилятора находится в середине вентилятора. Гидравлическая муфта состоит из 3 основных элементов:

• Ведущее (насосное) колесо

• Ведомое (турбинное) колесо

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.

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.

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.

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.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Оба устройства используются для передачи крутящего момента от ведущего вала двигателя к АКПП. В обоих механизмах между ведущим и ведомым валами нет жесткой связи, поэтому они передают вращение от одной оси к другой плавно и равномерно, без каких-либо рывков и толчков.

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.

При этом гидромуфта не является самостоятельным узлом — она входит в узел привода навесных агрегатов двигателя (генератора, водяного насоса), который непосредственно связан с коленчатым валом (через промежуточный вал). Этот узел устанавливается в передней крышке двигателя, причем чаще всего крышка поставляется с уже смонтированной муфтой.

Вопросы эксплуатации гидромуфты КАМАЗ

Регулятор-выключатель можно перевести в одно из трех положений, каждое из которых задает свой режим работы вентилятора:

• Автоматический режим, рукоятка в положении «А». В данном случае все процессы происходят так, как описано выше. Пограничная температура включения-отключения крыльчатки лежит в районе 85-90°C (может в некоторых пределах регулироваться);
• Постоянное включение, положение «П». В данном случае крыльчатка вращается всегда и не выключается при изменении температуры мотора;
• Постоянное отключение, положение «О». В данном случае крыльчатка всегда покоится и обдува радиатора не происходит.

Водитель сам выбирает необходимый режим работы вентилятора, однако в большинстве случаев регулятор устанавливается в положение «А». Переход в режим «О» рекомендуется выполнять в холодное время года и при эксплуатации автомобиля в регионах с холодным климатом. А режим «П» чаще всего используется при различных поломках регулятора либо в случае постоянно высоких нагрузок мотора и при эксплуатации авто в условиях жаркого климата.

Между ними находится реакторное колесо, или статор. Реактор установлен на муфте свободного хода, которая позволяет ему вращаться только в одном направлении. Лопасти реактора имеют особую геометрию, благодаря которой поток жидкости, возвращаемый с турбинного колеса на насосное, изменяет свое направление, тем самым увеличивая крутящий момент на насосном колесе. Этим различаются гидротрансформатор и гидромуфта. В последней реактор отсутствует, и соответственно крутящий момент не увеличивается.

Гидротрансформатор представляет собой закрытую камеру тороидальной формы, внутри которой вплотную друг к другу соосно размещены насосное, реакторное и турбинное лопастные колеса. Внутренний объем гидротрансформатора заполнен циркулирующей по кругу, от одного колеса к другому, жидкостью для автоматических трансмиссий. Насосное колесо выполнено в корпусе гидротрансформатора и жестко соединено с коленчатым валом, т.е. вращается с оборотами двигателя. Турбинное колесо жестко связано с первичным валом автоматической коробки передач.

Между ними находится реакторное колесо, или статор. Реактор установлен на муфте свободного хода, которая позволяет ему вращаться только в одном направлении. Лопасти реактора имеют особую геометрию, благодаря которой поток жидкости, возвращаемый с турбинного колеса на насосное, изменяет свое направление, тем самым увеличивая крутящий момент на насосном колесе. Этим различаются гидротрансформатор и гидромуфта. В последней реактор отсутствует, и соответственно крутящий момент не увеличивается.

Гидротрансформатор – принцип работы

Принцип работы гидротрансформатора основан на передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии посредством рециркулирующего потока жидкости, без жесткой связи.

Ведущее насосное колесо, соединенное с вращающимся коленчатым валом двигателя, создает поток жидкости, который попадает на лопасти расположенного напротив турбинного колеса. Под воздействием жидкости оно приходит в движение и передает крутящий момент на первичный вал трансмиссии.

С повышением оборотов двигателя увеличивается скорость вращения насосного колеса, что приводит к нарастанию силы потока жидкости, увлекающей за собой турбинное колесо. Кроме того, жидкость, возвращаясь через лопасти реактора, получает дополнительное ускорение.

• Способность регулировать количество выполняемых вращений ведомым валом при постоянном числе вращений двигателя;
• Обеспечение разгона больших масс.

Принципиальная схема гидромуфты и её технические характеристики

Для лучшего понимания функционирования гидравлической муфты приведём её конструктивную схему:

Колёса (9) снабжены прямыми лопатками, хотя в некоторых случаях, для них используют лопатки изогнутой формы.
Гидромуфта является соединением колеса центробежного насоса, колеса реактивной турбины и кожухов (3), как охватывающего, так вращающего. Насос, в свою очередь, присоединён к ведущему валу (6), а реактивная турбина – к ведомому валу (16).

— снимите масляный поддон и радиаторы;

Каждый водитель знает, насколько важно своевременно охлаждать двигатель на автомобиле. Обеспечение стабильной работы системы охлаждения грузовика невозможно без гидромуфты КАМАЗ. Об устройстве гидромуфты, ее назначении и правильной эксплуатации читайте в нашем материале.

Как работает система охлаждения на КАМАЗе?

В жаркую погоду или на максимальных оборотах радиатор может не справиться со своей задачей. Тогда на помощь приходит еще одна важная часть – вентилятор. Он регулирует скорость движения антифриза и обдувает радиатор, обеспечивая отток избыточного тепла. Вентилятор делает возможным безотказное функционирование системы в любое время года и при максимальной нагрузке. «Сердце» вентилятора – гидромуфта, которая обеспечивает работу вентилятора на «отлично».

Назначение гидромуфты

Изучаем устройство и принцип работы гидромуфты

Диагностика и ремонт гидромуфты

Самым слабым звеном в устройстве является выключатель. Чаще всего именно эта составляющая выходит из строя и влечет за собой отказ в работе муфты в целом. Нюансы ремонта детали показаны на видео:

Если срок службы агрегата подошел к концу – замените муфту на новую. Но помните, что замена муфты отдельно – сложная и трудоемкая операция. Гораздо проще поменять узел целиком в сборе с передней крышкой блока.

Не можете найти причину поломки? Тогда агрегат нужно демонтировать и разобрать. Подробнее расскажем далее.

Самостоятельный демонтаж гидромуфты

Снятие гидромуфты осуществляется путем подъема кабины. Затем слейте масло из двигателя. Дальше выполните следующую последовательность действий:

— снимите масляный поддон и радиаторы;

— демонтируйте масляный фильтр;

— приподнимете двигатель и снимите переднюю крышку вместе с гидромуфтой.

После демонтажа продуйте все каналы поступления рабочей жидкости и осуществите проверку кручения колес. Ремонт осуществляйте на специально предназначенном приспособлении. Подойдет кран-балка или подвеска. Загрязненные детали промойте бензином. Далее процедура установки проводится в обратном порядке. После установки элемента на прежнее место проведите диагностику всех соединений, а затем только запускайте гидромуфту.

Правила эксплуатации и профилактика неисправностей

Частая причина поломок – неисправность выключателя гидромуфты, этой части при осмотре стоит уделить особое внимание. Своевременная замена или ремонт неисправной детали обеспечит эффективную работу узла в целом. При подборе комплектующих, не ищите дешевые аналоги, выбирайте качественные оригинальные запчасти. При замене гидромуфты полностью рекомендуем заменить весь комплект с передней крышкой блока цилиндров. При правильном наблюдении и уходе конструкция прослужит эффективно весь срок эксплуатации.

Шум при работе вискомуфты свидетельствует о выходе из строя подшипника, которым она оборудована. Для замены подшипника нужно фактически проделать то же, что описывалось выше, а также произвести еще несколько операций. По этой причине мы сразу отметим, что при замене подшипника вискомуфты старую силиконовую жидкость нужно обязательно слить, а сразу после замены детали необходимо залить новую порцию силикона. И вот как быть со сломанным подшипником:

Как производится ремонт

Итак, для ремонта сломавшейся детали стоит начать с проверки уровня силиконовой жидкости. Очень часто наблюдается ее утечка. Необходимо залить новую жидкость, для чего делается следующее:

Шум при работе вискомуфты свидетельствует о выходе из строя подшипника, которым она оборудована. Для замены подшипника нужно фактически проделать то же, что описывалось выше, а также произвести еще несколько операций. По этой причине мы сразу отметим, что при замене подшипника вискомуфты старую силиконовую жидкость нужно обязательно слить, а сразу после замены детали необходимо залить новую порцию силикона. И вот как быть со сломанным подшипником:

• Демонтировать вязкостную муфту;
• Слив жидкость, снимите верхний диск и демонтируйте подшипник с помощью специализированного инструмента (съемника). Вам также надо будет сточить развальцовку. Категорически не рекомендуем снимать его подручными средствами. После, установите новый подшипник. Подойдет закрытый подшипник без видимых шариков. Как и было описано выше, заливается свежая жидкость;
• Устройство возвращают на место.

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

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.

Устройство

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

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.

Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов

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

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.

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

Особенности работы и обслуживание гидромуфты привода вентилятора УАЗ

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.