Как работает вискомуфта полного привода тойота пробокс
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 05.10.2024
Особенности полного привода Toyota Часть 1
Стандартная схема (A241H)
Традиционный тойотовский Full-Time 4WD, устанавливаемый на "исходно-переднеприводные" модели, когда-то был действительно постоянным и полным, с тремя дифференциалами (межосевым, передним межколесным, задним межколесным) и равным, в соотношении 50/50, распределением момента между передними и задними колесами.
Кнопка C.Diff Auto (вариант)
На машинах семейств Corolla (90.110), Corona (190.210), Vista-Camry (20.40), RAV4 (10) применялась блокировка межосевого дифференциала многодисковой гидромеханической муфтой.
Кнопка C.Diff Auto (вариант)
Нажатие кнопки "C.DIFF AUTO" на панели разрешает блоку управления автоматически выбирать коэффициент блокировки в зависимости от условий движения, при отжатой кнопке межосевой дифференциал постоянно остается свободным. Управление блокировкой A241H выполнено на базе коробки передач с гидравлическим управлением и потому менее совершенно, тогда как на A540H реализовано полноценное электронное управление с обратной связью.
Номинальным для повседневной езды является именно автоматический режим, его отключение предусматривается только при буксировке машины или использовании запасного колеса-докатки. Максимальный коэффициент блокировки реализуется системой управления при положениях селектора "L" и "R"
После 1994 г. на моделях с коробкой A540H кнопка "C.DIFF AUTO" отсутствует — водитель полностью отстранен от управления блокировкой и автоматический режим задействован постоянно.
Следует отметить, что схема STD I являлась наиболее совершенной, надежной и эффективной среди всех вариаций полного привода легковых автомобилей Toyota. К сожалению, после 2002-го модели с такой схемой больше не выпускались.
1.1.2. Схема STD II
Постоянный полный привод, с симметричным межосевым дифференциалом, блокировка вязкостной муфтой
Стандартная схема (U140F)
Во второй половине 90-х Toyota начала переход к новым типам трансмиссий и в стандартной схеме 4WD второго поколения блокировка межосевого дифференциала стала осуществляться "закрытой" вискомуфтой. Упрощение конструкции отнюдь не повысило надежность, зато существенно ухудшило эксплуатационные характеристики — за счет слишком низкой эффективности вязкостной муфты по сравнению с гидромеханической.
Компоновка с совмещенными передним межколесным и межосевым дифференциалами и вискомуфтой применялась на Toyota и ранее — на моделях с механическими коробками передач. Стандартная схема нового типа в целом повторяла тот же принцип, отличия заметны лишь в межосевом дифференциале, где появились пять сателлитов вместо четырех.
Задний дифференциал при стандартной схеме мог быть или свободным, или (опционально) самоблокирующимся типа Torsen.
Примечание. Технический английский язык все самоблокирующиеся дифференциалы называет единым понятием LSD (Limited Slip Diff. — ограниченного проскальзывания или повышенного трения), однако на самом деле они разделяются, как минимум, на блокирующиеся с "закрытой" вискомуфтой, с "открытой" вискомуфтой, фрикционные и механические. "Закрытая" вискомуфта начинена силиконовой жидкостью, но ее внутренняя полость не сообщается с картером редуктора. Во фрикционных частичная блокировка осуществляется за счет осевого смещения шестерен приводных валов и трения о корпус дифференциала (здесь как раз и используется специальное LSD-масло) или за счет преднатяга с помощью установленных между этими шестернями и корпусом пружин. Дифференциалы Torsen работают на ином техническом принципе и используют обычное трансмиссионное масло.
Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вискомуфтой
Схема V-Flex (Corolla 120)
С 1997 года Toyota на большинстве моделей стала реализовывать полный привод по новой моде, известной под общим названием V-Flex Fulltime 4WD. "Честным" его назвать нельзя — реально это схема с подключаемыми задними колесами. Межосевой дифференциал ушел в небытие, а раздаточная коробка упростилась до простого углового редуктора, через который момент отбирается от коробки передач и отправляется по кардану назад, где перед задним редуктором установлена вязкостная муфта (V-Flex II), срабатывающая и соединяющая хвостовик кардана и входной вал редуктора только если передние колеса начинают "обгонять" задние, то есть при существенной пробуксовке. В остальное время машина остается переднеприводной.
На моделях класса "B" (семейства Starlet, Tercel, а затем первый Vitz и модели на его базе) подобная схема упрощенного полного привода с подключаемыми задними колесами появилась еще раньше (в 1990-м), основное отличие — вискомуфта не закреплена на заднем редукторе, а соединяет две части карданного вала (V-Flex I).
Недостатки схемы V-Flex:
— позднее и замедленное "срабатывание" вискомуфты,
— невозможность полной блокировки,
— потенциальная опасность при активной езде,
— низкая долговечность и надежность самой вязкостной муфты.
1.1.4. Схема ATC
Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес э/м муфтой
Схема ATC (Ipsum)
Система ATC (Active Torque Control) используется на тойотах с 1998 года и в многом похожа на V-Flex, но вместо вязкостной муфты для подключения задних колес применена электромеханическая. Система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение передаваемого на задние колеса момента. После 2012-го на некоторых моделях система получает обозначение DTC (Dynamic Torque Control).
Стоит отметить, что с активным внедрением VSC (у японских марок — со второй половины 2000-х) и появлением эмуляции блокировок межколесных дифференциалов с помощью тормозной системы начался новый этап развития полного привода. У некоторых производителей связка подключаемого 4WD и ESP может дать больший эффект, чем даже варианты классического постоянного полного привода с единственной блокировкой "центра", неспособные бороться с диагональным вывешиванием. Однако, сравнивая реальное поведение современных легковых полноприводников разных марок, приходится признать — тойотовские настройки ATC 4WD и эмуляции межколесных блокировок являются одними из наихудших.
Недостатки конструкции:
— быстрый перегрев и отключение муфты под нагрузкой
— посредственная эффективность
— износ опорных подшипников муфты (подробнее см. "Ремонт муфты ATC 4WD").
Кнопка 4WD AUTO
Кнопка 4WD LOCK
Система может иметь несколько вариантов реализации управления:
• С кнопкой "AUTO" (легковые модели и минивэны) — режимы "AUTO 4WD" и "2WD". В выключенном состоянии привод осуществляется только на передние колеса, во включенном — блоку разрешается управление автоматическим подключением задних колес.
• С кнопкой "LOCK" (паркетники) — режимы "AUTO 4WD" и "LOCK". Обычным является режим автоматического управления подключением полного привода, нажатие кнопки заставляет блок поддерживать максимально возможную степень блокировки электромеханической муфты.
• Без кнопок (некоторые модели японского рынка) — постоянно задействован режим автоматического управления полным приводом.
Постоянный полный привод, с симметричным межосевым дифференциалом, электронная эмуляция блокировок
Схема VSC+ (Highlander)
VSC+ является вариацией стандартной схемы второго поколения без муфт блокировки дифференциалов. Вместо них эмуляция блокировок осуществляется при помощи системы VSC/TRC/ABS — буксующее колесо принудительно подтормаживается, тем самым момент на другом колесе той же оси увеличивается. Аналогично удается перераспределять момент между передней и задней осями. Эффективность данной схемы даже в не самых сложных условия оставляет желать лучшего.
Модель Выпуск Трансмиссия
Harrier MCU35 2003-2006 U140F'
Highlander 20 2003-2007 U140F'
Highlander 40 2007-2014 U151F
Sienna 20 2003-2010 U151F
Lexus RX MCU35 2003-2006 U140F'+MF2A
Условные обозначения: TM — трансмиссия (коробка передач, вариатор), TR — раздаточная коробка, FD — передний дифференциал, RD — задний дифференциал, CD — межосевой дифференциал, CDC — гидромеханическая муфта, VC — вязкостная муфта, EC — электромеханическая муфта.
За что отвечает вискомуфта, в полном приводе AWD?
Полный привод на все четыре колеса, давно уже встречается во внедорожниках, кроссоверах, да и уже в обычных автомобилях. И ведь никогда не было так много вариантов полного привода, для тех, кто просто хочет выехать на природу, неподалёку от асфальта.
Поэтому это нормально, если вы чувствуете себя немного перегружены и не всегда обладаете информацией, как работает полный привод AWD в вашем автомобиле.
А работает, он так!
Вискомуфта или вязкостная муфта, в простейшем виде - механизм передачи крутящего момента от вращающегося вала коробки передач на передний и задний дифференциалы, либо она установлена на дифференциале задней оси, если передний привод осуществляется от коробки передач.
И служит она, для изменения крутящего момента между передними и задними колесами в зависимости от дорожных условий.
В основном вязкостная муфта представляет собой герметичный стальной корпус, где есть чередующиеся пластины и фрикционные диски, ведущего и ведомого валов, которые не зависимы друг от друга.
Когда транспортное средство движется с относительно равной тягой на передней и задней осях, две части муфты будут вращаться примерно с одинаковой скоростью.
Но когда автомобиль теряет сцепление с дорогой, то передние колеса начинают проскальзывать и вращаться быстрее, тем самым увеличиваются обороты ведущего вала вискомуфты, и тогда создаётся резонанс, между пластинами ведущего вала и ведомого вала (питающего заднюю ось).
Эта разница в скорости вызывает эффект сцепления, благодаря дилатантной жидкости.
Когда эта жидкость нагревается, или интенсивно перемешивается, она быстро переходит из жидкого состояния, в состояние - напоминающее твердое, тем самым сцепляя пластины в «замок».
Это означает, что такая система полного привода опирается на пробуксовку, когда активирует передачу крутящего момента к задней оси.
После того как все колёса синхронизируются, жидкость возвращается в своё исходное состояние.
По умолчанию, мощность перенаправляется на другую ось, пропорционально 50/50.
Как обещалось, этот тип системы полного привода относительно недорог в производстве, достаточно надёжен и не требует почти никакого обслуживания. Однако на практике, данная система оказалась хлопотной и склонной к поломкам.
Обычно эта система работает достаточно тихо, что водитель даже не замечает её.
Насколько надёжен привод с вискомуфтой
Учитывая мощность, производимую современными мощными двигателями, сложно поверить, что этот сравнительно небольшой компонент достаточно надёжен, поэтому неудивительно, что существует большое количество сбоев вискомуфт, иногда на довольно небольшом пробеге.
Поэтому легко сделать вывод, что вискомуфта должна быть слабым звеном в цепи привода. Но это неверный вывод.
На самом деле большинство поломок вязкостных муфт, вызвано на удивление незначительными вещами, такими как, - несоответствие в размерах или характеристиках колёс, экстремального внедорожного использования и некачественным ремонтом.
Еще одна проблема, связанная с вискомуфтой, является сложность точного диагноза. Неисправная вискомуфта может привести к ряду симптомов, таких как вибрации на поворотах, или к звукам похожим на шум ступичного подшипника, и это часто не могут правильно диагностировать, даже опытные механики.
Вы может заменить, от - насоса гидроусилителя руля, рулевой рейки, ступечных подшипников, дифференциала, до - коробки передач, так и не определив, что виновата вискомуфта.
Зачастую вискомуфта - это последний компонент, который попадает под подозрение.
…. Также встречаются и электромагнитные муфты, но об этом в следующий раз.
Что такое вискомуфта полного привода, как работает и для чего нужна
Важным элементом в автомобиле является вискомуфта полного привода, которая также называется вязкостной муфтой. Этот элемент входит в конструкцию трансмиссии автомобиля. Вискомуфта отвечает за функционирование механизма передачи и обеспечивает выравнивание крутящего момента колёс. Механизм важный и нужный, от его исправной работы зависит очень многое.
Что такое вискомуфта
Начнем разбираться с тем, что такое вискомуфта полного привода. Эта информация будет полезной многим автомобилистам, которые всегда хотят знать немного больше о строении и устройстве своего «железного коня». Вязкостная муфта не является новым изобретением, ведь она была изобретена в 1917 году. Правда, нашла своё применение лишь в 1964. Тогда этот механизм появился в английском авто Interceptor FF. С тех пор вискомуфта стала использоваться в качестве блокиратора для межосевого самоблокирующегося дифференциала на ТС с полным приводом на четыре колеса.
Главным отличием вискомуфты от гидромуфты и трансформатора является передача крутящего момента посредством особенных свойств жидкости, расположенной внутри механизма.
Как устроены и работают вязкостные муфты для трансмиссий
Около 80% внутренней конструкции отводится для особенной силиконовой жидкости. Она выполняет роль связующего элемента между дисками. Для этой жидкости характерна высокая кинематическая вязкость. Вместе с этим она не обладает смазывающими свойствами. Такие особенности позволяют жидкости обеспечивать максимальное замыкание дисков при наличии разницы в угловой скорости. В этом заключается основной принцип работы вискомуфты.
Ученые создали уникальную кремнийорганическую жидкость, которая при нагреве становится менее вязкой. Силоксан при этом становится настолько густым, что у него даже появляются признаки твёрдого вещества. Это позволяет вискомуфте передавать крутящий момент при условии разной скорости вращения деталей.
Вязкостная муфта нашла широкое применение в автоматических системах, работающих по принципу полного привода. Если условия езды находятся в пределах нормы, усилие от мотора передаётся на одну ось. Через муфту подключена вторая ось, работающая в режиме свободного хода. При пробуксовке основной оси происходит блокировка вискомуфты, что вызывает распределение усилия от мотора на ведомую ось.
Когда автомобиль выезжает на ровную дорогу, жидкость возвращается в прежнее состояние, с вискомуфты снимается блокировка и вторая ось вновь работает в режиме свободного хода. Примерно так и работает вискомуфта полного привода.
Плюсы и минусы вискомуфты
Нельзя назвать вискомуфты идеальным механизмом, поскольку наряду с преимуществами располагаются и недостатки. Прежде изучим положительные особенности механизма:
- простая, даже примитивная, конструкция;
- прочность корпуса настолько высокая, что он легко может выдержать давление в 20 атмосфер;
- низкая стоимость новой детали делает её замену доступной для каждого автомобилиста;
- минимальное обслуживание;
- низкий процент поломок.
Разбавим эту картину отрицательными характеристиками:
- ремонтопригодность не характерна для такого механизма, потому в случае поломки выполняется замена на новый;
- длительная работа в сложных условиях повышает вероятность перегрева механизма;
- отсутствие ручной блокировки;
- неполная автоматическая блокировка;
- запоздание в срабатывании;
- невозможность подключения вискомуфты полного привода к системе ABS;
- полный привод находится в бесконтрольном состоянии;
- снижение клиренса автомобиля при установке крупногабаритных муфт.
Как бы там ни было, а вискомуфты полного привода активно используются и пока достойную альтернативу никому не удалось представить мировой общественности.
Какое масло заливать в муфту полного привода
Вискомуфта полноприводного включения подобно другим механизмам в своей работе использует смазочную жидкость, в роли которой выступает специальное масло. Все производители заявляют об отсутствии необходимости менять его на протяжении всего периода эксплуатации автомобиля. Не всегда это утверждение соответствует действительному положению вещей.
О необходимости замены масла могут свидетельствовать небольшие пинки в задней части автомобиля при выжимании педали газа или совершении поворота. Такое поведение машины может говорить об испорченном состоянии масла вискомуфты.
Выполнять замену лучше на станции техобслуживания, поскольку эта работа является не самой лёгкой. Для замены необходимо выбирать масло, которое указывается в инструкции к автомобилю. Часто так оказывается, что указанную смазку невозможно найти в продаже — с этой проблемой сталкиваются многие автомобилисты. Приходится искать замену. Достойным вариантом является смазочный материал Ravenol TF0870.
Как избежать поломки муфты
Вискомуфта полного привода при выходе из строя может серьёзно испортить автовладельцу жизнь. Её ремонт или замена не будет стоить дешево. Потому есть смысл поберечь механизм и оттянуть момент выхода из строя.
На состоянии вискомуфты полного привода негативно сказывается в первую очередь неаккуратный и агрессивный стиль езды. Необходимо избегать частого передвижения по труднопроходимым участкам. Их преодоление вызывает перегрев муфты, которой для остывания требуется до 15 минут.
Также необходимо своевременно реагировать на изменения в поведении автомобиля, которые могут свидетельствовать о нарушениях в работе муфты. Для её диагностики требуется обращение в СТО, специалисты которого точно знают, как проверить вискомуфту полного привода.
Будьте внимательны к своему автомобилю, обращайте внимание на каждую деталь, не игнорируйте изменения в его поведении и не экономьте на диагностике. Поломку вискозной муфты легче предупредить, чем устранить.
Как работает вискомуфта полного привода тойота пробокс
Краткий обзор основных схем реализации полного привода на автомобилях Toyota начнем с наиболее массового варианта - с поперечным расположением двигателя и автоматической трансмиссией.
| 1.1. Постоянный полный привод |
| 1.1.1. Схема STD I |
A241H - коробка передач с простым гидравлическим управлением и контроль блокировки в ней достаточно примитивен (подробное описание - "АКПП A241H"), тогда как в более совершенной A540H реализовано полноценное электронное управление с обратной связью (подробное описание - "АКПП A540H").
Максимальный коэффициент блокировки реализуется системой управления в диапазонах "L" и "R".
Номинальным для повседневной езды является именно автоматический режим, его отключение предусматривается только при буксировке машины или использовании запасного колеса-докатки (выдержка из инструкции).
В данной схеме часто использовался опциональный задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen.
Эмуляция блокировок осуществляется при помощи системы стабилизации (VSC) - буксующее колесо принудительно подтормаживается, тем самым момент на другом колесе той же оси увеличивается. Аналогичным образом момент перераспределяется между передней и задней осями.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| Harrier MCU35 | 2003-2006 | 4AT U140F' |
| Highlander 20 | 2003-2007 | 4AT U140F' |
| Highlander 40 | 2007-2014 | 5AT U151F |
| Sienna 20 | 2003-2010 | 5AT U151F |
| Lexus RX MCU35 | 2003-2006 | 4AT U140F'+MF2A |
| 1.2. Подключаемый полный привод |
| 1.2.1.1. Схема Flex |
| |
Муфта RBC соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| bB 30 | 2000-2005 | 4AT U340F |
| Funcargo | 1999-2005 | 4AT U340F |
| Ist 60 | 2002-2007 | 4AT U340F |
| Platz | 1999-2005 | 4AT U340F |
| Porte 10 | 2004-2012 | 4AT U340F |
| Raum 10 | 1997-2003 | 4AT A244F+CF1A |
| Raum 20 | 2003-2011 | 4AT U340F |
| Starlet 80 | 1989-1996 | 4AT A244F+CF1A |
| Starlet 90 | 1996-1999 | 4AT A244F+CF1A |
| Tercel / Corsa / Corolla II 40 | 1990-1994 | 4AT A244F+CF1A |
| Tercel / Corsa / Corolla II 50 | 1994-1999 | 4AT A244F+CF1A |
| Vitz 10 | 1999-2005 | 4AT U340F+MF1A |
| Will Cypha | 2002-2005 | 4AT U340F |
| 1.2.1.2. Схема V-Flex I |
Вискомуфта соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| Модель | Выпуск | Трансмиссия |
| Probox / Succeed 50 | 2002-2014 | 4AT U340F |
| Probox / Succeed 160 | 2014-.. | CVT K310F |
| 1.2.2. Схема V-Flex II |
Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора, срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.
| 1.2.3. Схема ATC (DTC) |
Муфта соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора. В большинстве случаев машина остается переднеприводной, однако при необходимости система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение момента, передаваемого на задние колеса.
Изначальное наименование - "Active Torque Control", после 2012-го на некоторых моделях система получает обозначение "Dynamic Torque Control".
Существует несколько вариантов реализации управления со стороны водителя:
 |
• С кнопкой "LOCK" (паркетники) - режимы "AUTO 4WD" и "LOCK". Обычным является режим автоматического управления подключением полного привода, нажатие кнопки заставляет блок поддерживать максимально возможную степень блокировки электромеханической муфты.
| 1.2.4. Схема DTV |
В большинстве случаев машина остается переднеприводной, при необходимости система управления автоматически регулирует значение момента, передаваемого на каждое из задних колес. Кроме того, предусмотрено размыкание силовой передачи в раздаточной коробке и заднем редукторе, чтобы в режиме 2WD карданный вал и шестерни не вращались впустую.
Официальное наименование - "Dynamic Torque Vectoring AWD", схема представлена в 2018 году.
Подробное описание и неисправности - "Полный привод Toyota. DTV AWD"
| 1.3. Электрический полный привод |
| 1.3.1. Схема E-4WD (E-Four) |
Постоянный передний привод, без механической связи между осями, подключаемый привод задних колес отдельным электродвигателем.
Применяются два типа задних силовых модулей с электродвигателем и редуктором - классический трехвальный (в нескольких вариантах мощности и крутящего момента) и компактный двухвальный с маломощным электромотором (HV4WD).
| Развитие, эффективность, надежность |
Отсчет времени для тойотовского 4WD на исходно-переднеприводных машинах можно вести с 1988 года.
Схема STD I, появившаяся в самые "тучные годы" японского автомобилестроения, так и осталась наиболее совершенной, надежной и эффективной среди всех вариаций полного привода легковых тойот. Этот "Full-Time 4WD" действительно был постоянным, полным и, что немаловажно, строился на базе беспроблемных и выносливых автоматических коробок. Единственный принципиальный недостаток (по современным меркам) - это отсутствие каких-либо межколесных блокировок, что делает машины чувствительными к условному диагональному вывешиванию. К сожалению, выпуск последних моделей с STD I завершился еще в 2002 году.
Для моделей самого младшего B-класса тойотовцы ограничились подключаемым полным приводом по схеме V-Flex I и придерживались этой концепции с конца 1980-х вплоть до 2010-х. В настоящее время схема применяется на единственной, утилитарной модели Toyota.
Затяжной кризис 1990-х сделал новым трендом тотальную экономию - на материалах, на полезных опциях, и, конечно же, на совершенстве конструкций. Для тойотовского 4WD перелом наступил после 1997-го - с запуском и массовым внедрением схемы V-Flex II одна из самых продвинутых систем менялась на самую примитивную. Ее врожденные недостатки общеизвестны:
- запаздывающее "срабатывание" вискомуфты,
- ограниченная степень блокировки,
- потенциальная опасность при активной езде,
- низкая долговечность самой муфты.
Разумеется, даже такой сомнительный 4WD оставался предпочтительнее монопривода, но проблема в том, что опытным тойотовладельцам было с чем его сравнивать. После 2015-го на собственных тойотовских разработках V-Flex II больше не применяется, оставаясь атрибутом только ребейджинговых моделей Daihatsu.
Для только набиравшего в то время обороты класса паркетников/кроссоверов тойотовцы сохранили постоянный полный привод в максимально упрощенном варианте (STD II), который фактически позаимствовали у прежних моделей с механическими коробками (разве что поместив в межосевой дифференциал пять сателлитов вместо четырех). Ожидаемо низкая эффективность вязкостных муфт по сравнению с гидромеханическими отразилась на эксплуатационных характеристиках и в этом случае.
К середине 2000-х развитие технологий позволило полностью отказаться от вискомуфт, оставив все три дифференциала свободными (VSC+) - теперь блокировки эмулировались с помощью тормозной системы. Такое решение оставалось в производстве не слишком долго и уже спустя поколение все паркетники получили полный привод типа ATC.
Вообще, с активным внедрением систем стабилизации (у японских марок - со второй половины 2000-х) и появлением эмуляции блокировок межколесных дифференциалов с помощью тормозов, в мире начался новый этап развития полного привода. У некоторых производителей связка подключаемого 4WD и ESP дает лучший эффект, чем даже некоторые варианты классического постоянного полного привода с излишне "мягкой" блокировкой центра или ее эмуляцией. Но не в случае Toyota - сравнивая реальное поведение современных паркетников разных марок нужно признать - тойотовские настройки подключаемого полного привода и эмуляции межколесных блокировок являются крайне неудачными. Некоторые качественные улучшения здесь наметились только с выходом новых моделей в самом конце 2010-х.
Не лучшим образом отразился на возможностях полного привода отказ от автоматов в пользу вариаторов, постепенно идущий с середины 2000-х (моноприводные версии получали их еще раньше). Если для легких машин младших классов это не так принципиально, то для минивэнов и, тем более, кроссоверов именно вариатор становится наиболее узким, уязвимым и дорогим местом в цепи передачи мощности от двигателя к колесам.
Еще один тип условно полного привода, известный еще с 2001-го, сформировали многочисленные гибридные модели (E-4WD). При внешней заманчивости идеи, красивых цифрах и графиках крутящего момента заднего электромотора, в реальности тяговые возможности не оправдали ожиданий - по эффективности E-4WD не дотягивает даже до ATC аналогичных не-гибридных моделей.
Что такое вискомуфта: принцип работы, виды и ремонт
Любой автомобиль представляет собой сложнейшую конструкцию, состоящую из множества узлов и компонентов. Со временем они начинают стареть и перестают справляться с базовыми задачами, что заставляет владельцев транспортных средств отправлять машину на ремонт.
В качестве примера можно взять вискомуфту вентилятора, которая предназначается для избирательной передачи и напрямую воздействует на крутящий момент. И чтобы предотвратить возможное повреждение узла, а также знать, какие действия предпринять при непредвиденной поломке, нужно тщательно изучить принцип работы вискомуфты, ее конструкционные особенности и ряд других моментов.
Общая информация о вискомуфте
Одним из наиболее важных узлов автомобиля является вращающаяся вискомуфта, внутри которой расположены чередующие перфорированные пластины с вязкой жидкостью. В продаже имеется масса типов таких конструкций с различными рабочими свойствами и особенностями, но общий принцип их работы остается аналогичным.
От гидромуфты и гидротрансформатора такая деталь отличается специфическим принципом действия. В первую очередь, здесь задействован другой способ передачи крутящего момента, который основывается на воздействии специальной вязкой жидкости, расположенной во внутреннем пространстве конструкции.
Первые упоминания о вискомуфте появились в 1917 году, но в те времена она не сумела обрести широкое распространение, т.к. не имела многих нынешних преимуществ. Только в 1964 изделие существенно усовершенствовали и стали поставлять в массовую продажу. В 60-х годах прошлого века эти изобретения начали появляться в межколесных дифференциалах на полноприводных легковых машинах.
Принцип работы и предназначение
Чтобы разобраться с принципом работы вискомуфты, необходимо тщательно ознакомиться с ее конструкцией. Все ее детали закреплены в одном герметичном корпусе, который содержит два ряда дисков, соединенных посредством ведомого и ведущего вала. Каждый ряд оснащен отверстиями и выступами с небольшим расстоянием друг от друга. Внутри вискомуфты протекает жидкость с повышенной вязкостью, состоящая из силиконовых добавок. Ее характеризует особый состав, позволяющий эффективно обслуживать приводную систему и обеспечивать требуемый крутящий момент.
Одним из уникальных свойств жидкости является увеличение вязкости при возрастании интенсивности перемешивания. Подобное значение может расти при нагреве системы. Если машина передвигается со стабильной скоростью, диски вращаются равномерным образом, при этом масляная основа между ними не смешивается. Но если между движением валов замечается какая-либо разница, это заметно сказывается на интенсивности вращения рабочих элементов. По мере роста вязкости, силикон начинает воздействовать на крутящий момент. В конечном итоге он приобретет другое состояние и практически станет твердым.
Разновидности вискомуфт
На рынке автомобильных запчастей можно встретить две основные разновидности вискомуфт:
-
Первый тип отличается постоянным объемом дилетантной жидкости.
Вискомуфты первого типа задействуются для самоблокирующихся дифференциалов в коробке передач, включая автоматические полноприводные системы. Их применяют во внутренних охладительных системах.
Если деталь работает в обычном режиме со средними нагрузками, а автомобиль перемещается по качественному дорожному покрытию, значения угловых скоростей двух осей остаются одинаковыми. Вращение дисков муфты осуществляется практически равномерно, а крутящий момент от двигателя к ведомой оси передается с минимальной нагрузкой. В результате транспортное средство может работать как на полном приводе, так и на заднем.
Но если машина попадает на пересеченную местность или едет по льду и грязи, равномерность вращения серьезно снижается, а вязкость силикона существенно растет. Таким образом происходит увеличение передачи крутящего момента на вторую ось. В некоторых случаях показатель передачи мощности достигает 100-процентного уровня.
При этом вязкостная муфта не может заменить полноценный дифференциал, который перераспределяет крутящий момент силовой установка на обе оси. Применять такую конструкцию целесообразно на неровных покрытиях и пересеченной местности. Также она будет оправдана при езде:
Если езда осуществляется по полному бездорожью, муфта должна срабатывать моментально. в противном случае система передачи крутящего момента выйдет из строя, что повлечет за собой необходимость проведения дорогого и сложного ремонта.
В большинстве современных машин с «автоматом» вискомуфты работают в так называемом «предстартовом режиме». Он характеризуется равномерной передачей 5-15% мощности мотора на ведомую ось, что негативно сказывается на времени реакции узла.
Сферы применения вискомуфты
Раньше существовало две сферы применения вискомуфт, но сегодня их число сократилось до одной. В недалеком прошлом подобный механизм предназначался для комплексного охлаждения двигателя, что возможно при закреплении на штоке специальной вискомуфты с вентиляционным прибором. Ее движение обуславливается коленчатым валом автомобиля, к которому проложен ремень. В зависимости от скорости вращения двигателя жидкость обретает разную густоту и получает жесткую связь с вентилятором.
При снижении оборотов сильного смешения не происходило, т.е. если присутствовали проскальзывания, процесс охлаждения системы был недостаточно хорошим. Применять изделие в качестве полноценного элемента охладительной системы целесообразно только в холодную зимнюю пору, когда мотор не сильно прогрет ему нужно обеспечить дополнительное охлаждение.
Более востребованной сферой применения является обеспечение автоматического подключения полноприводной системы. В такой сфере вискомуфты крайне актуальны, ведь большинство внедорожников, кроссоверов и паркетников оборудованы такими узлами. Даже стремительный рост популярности продвинутых электромеханических вариантов не портит большую популярность вискомуфт.
Изделие пользуется большим спросом из-за следующих преимуществ:
Однако кроме плюсов у вискомуфт имеются и недостатки.
Минусы вискомуфты
Одним из наиболее существенных минусов вискомуфты является ее «одноразовость». В большинстве случаев деталь не подлежит ремонту, да и сами ремонтные работы требуют больших усилий и финансовых вложений, поэтому автомобилисты рассматривают вариант покупки новой детали.
Кроме того, нельзя выполнять подключение привода вручную, а его эффективность довольно низка. Максимальный крутящий момент передается лишь при сильном торможении.
Большинство моделей вискомуфт обладают небольшими размерами, поэтому при расположении в нижней части системы появляется ограничение передачи крутящего момента на заднюю ось.
Такое приспособление не способно работать в течение долгого времени и выдерживать внушительные нагрузки. В противном случае оно быстро деформируется и станет непригодным для дальнейшего использования. Продолжительная езда по бездорожью, грязи или льду приведет к тому, что вискомуфта выйдет из строя и будет нуждаться в замене.
Как ремонтировать вискомуфту
Если двигатель начинает перегреваться и сильно шуметь при работе на высоких оборотах, не нужно спешить заменять вискомуфту. Если правильно подойти к такой проблеме, ее можно устранить малыми силами. Зачастую поломка происходит при утечке масла из основания конструкции, что требует повторного залития силикона. Для решения проблемы нужно осторожно изъять деталь с насоса, а после выполнить ее разборку. На круглом диске элемента должна присутствовать пластина с пружиной, под которой расположено отверстие для масляной основы.
Чтобы предотвратить поломку изделия, необходимо соблюдать осторожность при демонтаже штифта. Затем следует приступить к добавлению смазки, для чего лучше задействовать шприц. Важно отметить, что при выполнении такой задачи вискомуфту лучше размещать горизонтально. С помощью шприца можно взять 15-20 мл жидкости, и медленно поместить ее во внутрь.
Через несколько минут силикон должен плотно проникнуть в вискомуфту и обрести достаточно твердое состояние. В конечном итоге нужно провести очистку поверхности конструкции от излишка силикона и выполнить повторный монтаж детали.
Еще одной распространенной причиной повреждения вискомуфты считается деформация подшипников. Первым симптомом подобной неисправности является интенсивный шум. Для ремонта изделия его нужно демонтировать, открутив три фиксирующие болта. В таком случае конструкция легко отсоединится из отсека двигателя. После изъятия муфты и слития силикона можно начинать процедуру замены подшипников.
Особых сложностей в решении такой задачи нет, но чтобы упростить задачу, рекомендуется воспользоваться специальным съемником. Такой инструмент имеется в каждом гараже. При использовании подручных средств можно вовсе повредить узел и доставить себе дополнительные хлопоты в виде недешевого ремонта. Завершив установку нового подшипника, остается повторно собрать деталь и запустить двигатель.
Также при выполнении ремонта нельзя забыть о заливе нового силикона, которая сливалась перед ремонтом. Если муфта «ведет себя неправильно», не нужно спешить покупать новое изделие, ведь, возможно, проблема кроется в незначительной поломке, которая быстро решается своими руками. И для этого не обязательно обладать особыми навыками и умениями.
Единственной проблемой при ремонте бывает сложность поиска инструмента для изъятия старого подшипника. Если его нет в гараже, можно одолжить у друзей или приобрести в автомастерской. Остальные детали и расходные элементы доступны во всех автомобильных магазинах.
Также важно избегать применения грубой физической силы, ведь диск муфты характеризуется уязвимостью к интенсивным воздействиям и может выйти из строя при малейшей нагрузке. В таком случае последствия будут необратимыми и придется полностью менять устройство.
Заключение
В основном, понять принцип работы вискомуфты несложно даже начинающему автомобилисту. То же самое касается ремонтных работ и обслуживания детали, которые не требуют специфических навыков или профессионального опыта. Достаточно следовать простой инструкции и учитывать рекомендации специалистов.
Видео о том, как проверить и починить вискомуфту:
Вискомуфта. Что это такое и принцип ее работы. Плюс подробное видео
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Справедливости ради хочется заметить, что вискомуфты применяются не только в системах полного привода, но также и в системах охлаждения автомобилей и не только. Для начала как обычно определение.
Вискомуфта (или вязкостная муфта) – это автоматическое устройство для передачи крутящего момента по средствам вязкостных свойств специальных жидкостей.
Если сказать проще, то крутящий момент передается путем изменения вязкости специальной жидкости в корпусе вязкостной муфты.
Про жидкость внутри
В самом начале мне хочется рассказать про жидкость, которая находится внутри вязкостной муфты, что это такое и какими свойствами она обладает.
Для начала хочется сказать, что внутрь заливают – дилатантную жидкость, которая основана на силиконе. Ее свойства очень интересны, если ее сильно не нагревать и не перемешивать, она остается жидкой. НО стоит ее сильно смешать и немного нагреть, она сгущается и очень сильно расширяется, становится больше похожей на застывший клей. После того как смешивание опять становится не существенным, она опять приобретает свое первоначальное агрегатное состояние, то есть становится жидкой.
Стоит отметить, что жидкость залита на весь срок службы этого узла и не подвержена замене.
Устройство и принцип работы
Если хотите, то это очень похоже на гидротрансформатор автоматической трансмиссии, где крутящий момент передается при помощи давления масла. Здесь тоже передача крутящего момента происходит за счет жидкости, однако есть глобальные отличия в принципе работы.
Основных устройств вискомуфт всего два:
- Есть замкнутый герметичный корпус, в котором друг напротив друга вращаются два турбинных колеса с крыльчатками (бывает и больше), одно установлено на ведущем валу, другое на ведомом. Конечно же они вращаются в нашей дилатантной жидкости. Пока валы вращаются синхронно, то перемешивание жидкости практически не происходит. НО стоит одной оси встать, а другой очень быстро вращаться (пробуксовывание колес), то жидкость внутри начинает очень быстро перемешиваться и нагреваться, а значит сгущаться. Таким образом, первая ведущая крыльчатка, зацепляется с ведомой и начинает передаваться крутящий момент на вторую ось. После того как автомобиль справился с бездорожьем, перемешивание прекращается и задняя ось автоматически отключается.
Вискомуфта достаточно простое и эффективное механическое устройство, при должном использовании может ходить без каких либо проблем очень долго.
Где применяют вискомуфты?
Собственно основных применений всего два, однако сейчас остается всего одно:
- Применялись для охлаждения двигателя. НА шток закреплялась вискомуфта с вентилятором. Она приводилась в движение от коленчатого вала автомобиля посредствам ременной передачи. Чем быстрее вращался двигатель, тем больше густела жидкость и связь с вентилятором становилась жестче. Если обороты падали, то не происходило такого сильного смешивания, значит были проскальзывания то есть вентилятор вращался, не так сильно охлаждал радиатор. Такая система эффективна для холодного (зимнего) периода, когда двигатель итак не сильно прогревается, а его еще и охлаждают. Сейчас применение таких систем на новых автомобилях уже и не встретить, ее заменили электронные вентиляторы (с датчиками в жидкости), которые питаются от электричества и никак не связаны с коленчатым валом двигателя.
- Автоматическое подключение полного привода. Именно в этом направлении вискомуфты остались очень сильно востребованными. Практически на 70 – 80% кроссоверах или паркетниках, сейчас применяются такие системы. Правда, их постепенно начинают вытеснять полностью электромеханические варианты, но пока они дороже и не такие практичные.
С одной стороны вискомуфта это очень простое, дешевое, практичное и универсальное механическое устройство, с другой у нее достаточно много минусов.
Плюсы и минусы вискомуфты
Для начала предлагаю поговорить о преимуществах этого узла:
- Простая конструкция. Действительно конструкция очень банальна, ничего сверх сложного в ней нет.
- Дешевая. Из-за своей простоты стоит совсем не дорого
- Прочная. Корпус вискомуфты может выдержать давление в 15 – 20 атмосфер, все зависит от конструкции. Если изначально не было никаких поломок, то это означает, что она может проходить очень и очень долго.
- Практичная. ПРИ ДОЛЖНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. Устанавливается на весь срок службы автомобиля, не требует к себе никакого внимания.
- НА грунтовой дороге или асфальте, также может работать. Если вы скажем резко «стартанули» с места или идет пробуксовка на льду или пыли. То задний мост автоматом подключиться. Это дает преимущества по управляемости даже в городе.
Не смотря на плюсы конструкции, стоит отметить, о ее недостатках, ведь их также много.
- Ремонтопригодность. Как правило, не ремонтируется, то есть одноразовая, отремонтировать не выгодно и простому обывателю очень сложно. Практически всегда меняют на новую.
- Подключаемость. Нет линейной зависимости подключения полного привода, угадать когда затормозятся диски внутри, практически не возможно! Поэтому нет контроля за полным приводом.
- Нельзя подключить привод вручную самому.
- Низкая эффективность полного привода. Передача максимального крутящего момента будет только тогда, когда передние колеса будут очень сильно буксовать.
- Большие вискомуфты не используются. Потому как для нее нужен большой корпус, а так как она висит снизу, это реально сильно снижает клиренс автомобиля. Использование малых корпусов, то есть малых вискомуфт ведет к ограниченной передачи крутящего момента на заднюю ось, потому как там меньше дисков и малый объем специальной жидкости
- Долго работать вискомуфта не может. Это крайне нежелательно! Она не рассчитана на длительные нагрузки, иначе банально выйдет из строя, ее полностью заклинит. ТО есть нам это говорит, что соваться на серьезное бездорожье нельзя! Использовать можно скорее для заснеженных дворов и небольшой грязи на даче, вот и все.
Сейчас небольшое видео, смотрим.
НА этом заканчиваю, думаю моя статья была вам полезна и теперь вы знаете что это такое, читайте мой АВТОБЛОГ, подписывайтесь на канал.
(16 голосов, средний: 4,69 из 5)
Читайте также: