Охлаждение двигателя автомобиля потоком набегающего воздуха действует далеко не всегда, поэтому все они снабжены вентиляторами принудительного обдува. На это надо затратить определённую мощность, причём желательно в регулируемом режиме. Постоянное продувание воздуха через радиаторы с максимальной производительностью не всегда требуется и ведёт к значительному перерасходу топлива. Электрический вентилятор достаточно просто отключать, когда в нём нет необходимости, а вот с механическим потребуется дополнительное устройство между приводом и крыльчаткой.
Предназначение вискомуфты
С ростом температуры двигателя открывается клапан термостата, и горячая жидкость начинает поступать в радиатор. Последний охлаждается встречным воздухом при движении автомобиля, температура антифриза падает, и он в охлаждённом состоянии возвращается в рубашки головки и блока.
Это интересно: Что такое компрессия, детонация двигателя и на что она влияет
Когда скорость автомобиля мала или вообще отсутствует на остановках с работающим двигателем, радиатор не продувается и мотор начинает перегреваться.
Необходимо запустить во вращение крыльчатку вентилятора, до того медленно вращавшуюся и не расходовавшую лишнюю энергию. Для этого и предназначена вискомуфта вентилятора.
Она должна почувствовать критический рост температуры и восстановить механическую связь между своим приводным шкивом и крыльчаткой.
Принцип работы
Работа муфты основана на применении специальной жидкости, изменяющей свою вязкость при увеличении внутреннего трения. Если перемешивание её незначительно, то вязкость мала и наоборот, при быстром относительном перемещении её слоёв свойства становятся близкими к гелю и даже твёрдому телу.
Если подобное вещество расположить в небольшом промежутке между двумя дисками, то передача крутящего момента с одного из них на другой будет зависеть от отношения скоростей их вращения.
Связав один из них со шкивом, а второй с крыльчаткой, можно получить муфту, которая заставит вращаться крыльчатку со скоростью, зависящей от количества жидкости между дисками и расстояния между ними. Чем меньше расстояние, тем сильнее жидкость увеличивает вязкость и тем лучше передаётся энергия вращения.
Устройство вискомуфты вентилятора охлаждения
Реализуется эта относительно простая идея различными способами.
- можно изменять расстояние между дисками, но это не всегда удобно с конструктивной точки зрения, хотя и такой способ используется в некоторых устройствах, обычно при этом задействуется не одна пара дисков, а целый пакет;
- подачу жидкости в зазор можно регулировать электромагнитным клапаном, управляемым от температурного датчика через реле и запускающим поток в обход зазора или непосредственно в пространство между дисками, так и сделано на некоторых грузовиках, где крыльчатки требуют подвода значительной мощности;
- способом попроще будет использование механических термочувствительных элементов спирального типа, металлическая спираль из специального материала с высоким коэффициентом теплового расширения имеет значительную длину при небольших внешних габаритах, нагреваясь, поворачивает золотниковый клапан, направляющий жидкость в рабочий зазор;
- еще проще устроено управление при помощи биметаллической пластины, которая изгибается при нагреве, надавливая на пластину клапана, открывающего перфорацию на одном из дисков, после чего через него начинают поступать дополнительные порции вискожидкости.
На автомобилях использованы различные конструкции, но есть и много общего:
- ротор муфты связан со шкивом, расположенным на корпусе водяного насоса или на отдельном кронштейне;
- в конструкции имеются подшипники, на которых вращается шкив и проскальзывает статор относительно ротора;
- в корпус статора заливается строго определённое количество специальной силиконовой жидкости;
- на статоре выполняется оребрение для лучшего теплообмена, и к нему же болтами прикреплена крыльчатка обдува радиатора.
Масло заливается на весь срок службы, а его сохранность обеспечивается кольцевым уплотнением.
Роль силиконового масла
Состав масла выполнен таким, чтобы придать продукту так называемые неньютоновские свойства. Обычные жидкости не меняют свою вязкость от скорости перемещения микрослоёв внутри. Здесь же вязкость резко растёт, что и обеспечивает увеличение жидкостного трения между дисками.
При низкой температуре масло отбрасывается центробежными силами из зазора, для чего на дисках иногда делаются направляющие насечки.
Диски вращаются свободно, и передачи энергии на крыльчатку почти нет. Если же клапаны открываются термочувствительными элементами, то масло начинает заполнять зазор, увеличивать вязкость и передавать вращение на ведомый диск, связанный через корпус с крыльчаткой.
Читайте также: Как проверить помпу двигателя автомобиля без снятия
Для увеличения поверхностей трения на дисках выполняются кольцевые канавки, входящие одна в другую, так масло используется максимально эффективно при тех же габаритах.
Температурная зависимость вязкости у масла мала, что позволяет муфте нормально работать и при низких температурах. Низкокачественные масла без силикона в таких условиях передавали бы вращение постоянно, ещё более охлаждая двигатель.
Проверка вискомуфты на работоспособность
Первым симптомом нормальной работы муфты будет её кратковременное включение при первом запуске холодного мотора.
Это связано с тем, что во время стоянки жидкость стекла в зазор и ещё не выбросилась в резервуар корпуса. Затем характерный звук работающих лопастей крыльчатки пропадёт, скорость её уменьшится, хотя и не до нуля.
При таком холостом ходе вентилятора его даже можно остановить любым мягким предметом, обычно демонстрируют свёрнутую газету, резиновый шланг или пластиковую бутылку. Ни в коем случае не стоит пытаться это делать руками.
По мере прогрева радиатора клапаны открываются, и вентилятор начинает работать на полную мощь. Его обороты растут при прогазовках практически сразу за двигателем, а остановить его уже не получается. Это и будет признаком нормальной работы муфты.
Замена вискомуфты на примере Ауди А6 С5
На этих автомобилях вентилятор с муфтой и шкивом установлен на отдельной цапфе и приводится в движение вспомогательным ремнём. Ротор муфты прикручен непосредственно на резьбу втулки шкива.
Для замены не потребуется много времени:
- поскольку удержать шкив за ремень не получится, то придётся специальным приспособлением зафиксировать его через имеющиеся отверстия, оно достаточно легко изготавливается из полоски железа и двух болтиков с гайкам по месту, а можно попытаться обойтись и Г-образным шестигранником из набора;
- зафиксировав шкив, рожковым ключом на 32 мм отворачивается гайка ротора, следует помнить, что там левая резьба и вращать надо по часовой стрелке на откручивание;
- отвернув ротор, можно извлечь крыльчатку в сборе с муфтой и рассоединить их, отвернув четыре болта.
Новая муфта устанавливается в обратном порядке, после чего её можно проверить как указано выше, хотя у полностью новых изделий сопротивление вращению значительное даже в холодном состоянии.
Можно ли отремонтировать вентилятор охлаждения
Муфта служит очень долго, ломаться и изнашиваться там особо нечему. После окончания срока службы она меняется на новую, поскольку надёжность системы охлаждения всегда должна быть на высоте, слишком дорого обходятся последствия. Но умельцы пробуют чинить вискомуфты, заменяя в них жидкость.
Процедура достаточно простая, надо только аккуратно просверлить отверстия в корпусе для замены масла и подготовить для них надёжные заглушки.
Сложности в другом – очень трудно точно подобрать жидкость нужной вязкости и определить точное её количество. Иначе муфта нормально работать не будет, но опыт в сети уже имеется, при желании с ним несложно ознакомиться, памятуя, что все муфты разные, важны данные на конкретную модель автомобиля и двигателя.
