Принцип работы вискомуфты полного привода


Как работает вискомуфта полного привода

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.

Внешний вид муфты полного привода Haldex

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

Для начала изучим устройство вискомуфты полного привода. Этот механизм имеет форму цилиндра, конструкция которого является герметичной. Основными компонентами конструкции являются перфорированные диски плоской формы и особенная жидкость. Диски делятся на две группы, которые отличаются соединением с валами. Одна группа дисков соединена с ведущим, другая — с ведомым. В процессе работы диски вискомуфты чередуются между собой, но находятся при этом на минимальном удалении друг от друга.

Вискомуфта в разрезе

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.
Снятая вязкостная муфта дифференциала

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.

Заливаем масло в муфту полного привода

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.

Вязкостная муфта полного привода: устройство и принцип работы

Вязкостная муфта или вискомуфта – это устройство, передающее крутящий момент от одного вала к другому за счет вязкостных свойств специальной жидкости, находящейся внутри муфты. Данный механизм получил широкое распространение в технике, однако автолюбителям он больше знаком в качестве устройства в трансмиссии автомобиля. Это простой и недорогой механизм, который способен обеспечивать как автоматическую блокировку дифференциала, так и автоматически подключаемый полный привод у большинства современных кроссоверов. Рассмотрим принцип работы, конструкцию, а также преимущества и недостатки популярного механизма трансмиссии.

Принцип работы вискомуфты

Вязкостная муфта представляет собой герметичный корпус, внутри которого находятся перфорированные диски и дилатантная жидкость (материал, основанный на силиконе, имеющий высокую вязкость). Одна часть дисков жестко соединена с приводным валом, другая – с корпусом дифференциала.

Общий вид вискомуфты

Когда автомобиль движется по ровному дорожному покрытию, дифференциал и приводной вал вращаются синхронно. Перфорированные диски при этом также вращаются как единое целое. Если же автомобиль начинает буксовать, колеса одной оси начинают быстро вращаться, а другая ось становится неподвижной. В этот момент диски, связанные с приводным валом, начинают быстро вращаться и перемешивать дилатантную жидкость. В итоге силиконовое вещество быстро сгущается и твердеет, блокируя дифференциал. Крутящий момент передается на вторую ось, тем самым «подключается» полный привод, который помогает автомобилю справиться с бездорожьем. После преодоления препятствия силиконовая жидкость возвращается в первоначальное состояние, вискомуфта разблокируется, а задняя ось отключается.

Устройство и основные компоненты

Схема вискомуфты: 1 – ведомая ступица; 2 – корпус муфты, связанный с приводным валом; 3 – ведомый диск; 4 – ведущий диск.

Основные компоненты вязкостной муфты – это плоские перфорированные диски, дилатантная жидкость и герметичный корпус.
Пакет дисков с отверстиями делится на две группы: одна группа соединена с ведущим валом, другая – с ведомым в

Принцип работы вискомуфты полного привода

Когда удалось синтезировать одну из разновидностей силиконовой (кремнийорганической) жидкости, мало кто мог предположить, что она вызовет настоящую революцию в автомобильных трансмиссиях. У подавляющего большинства известных нам жидкостей с ростом температуры вязкость уменьшается. А эта ведет себя как газ — при нагреве становится более вязкой. Английская фирма «Фергюсон», которая специализируется на трансмиссиях для полноприводных автомобилей, исследовала разнообразные конструкции межосевых и межколесных дифференциалов механического типа. Но сколь бы хитроумными ни были воплощенные в них технические решения, почти у каждого обнаруживались недостатки. Трудность заключалась в необходимости сочетать два свойства: возможность вращения выходных валов механизма с разными скоростями и в то же время способность перераспределять передаваемый на них крутящий момент пропорционально сопротивлению вращению каждого из валов.
Идея дифференциала, работающего по принципу гидромуфты, не нова. Его практическое применение сдерживалось отсутствием жидкости с нужными физическими свойствами. Кремний-органические соединения, вернее одно из них, открыли путь в автомобильную технику так называемой вискомуфте, или гидравлической муфте с вязкой жидкостью.

Изменение передаваемого вискомуфтой крутящего момента (М) в зависимости от разницы в числе оборотов (Δn) ее дисков. Две кривые на графике соответствуют изменившейся в зависимости от температуры вязкости Θ силиконовой жидкости.

Чем больше взаимное проскальзывание движущихся в силиконовой жидкости пластин, тем больше возникающие между ними силы жидкостного трения. Вызванный этим трением нагрев сопровождается повышением вязкости жидкости, в результате чего сопротивление проскальзыванию пластин прогрессивно растет и одновременно увеличивается доля крутящего момента, передаваемого от одного вала такой гидромуфты к другому. Это явление иллюстрируется графиком: по горизонтали — разница в числах оборотов для валов вискомуфты, по вертикали — передаваемый «отстающему» валу крутящий момент. В конечном итоге наступает «блокировка» — сильно загустевшая жидкость как бы склеивает все пластины воедино.

Доля крутящего момента (%), передаваемого на задние ведущие колеса в зависимости от состояния дорожного покрытия:
А — все колеса на сухой дороге;
Б — передние ведущие колеса на льду;
В — все колеса на льду;
Г — задние ведущие колеса на льду.

Используя это свойство, можно, например, у переднеприводного автомобиля сделать ведущими также задние колеса (модификация «Синкро») и передавать к ним крутящий момент через вискомуфту. При движении по сухой дороге большая его часть будет направляться на передние колеса.
Однако, поскольку силиконовая жидкость достаточно вязка, даже без пробуксовки вращающихся элементов муфты на задние ведущие колеса (машина имеет постоянный, неотключенный привод на них) поступает 12—15% крутящего момента, развиваемого его двигателем (зона А на рис. 2).
Стоит передним колесам попасть на лед (зона Б), начинается их буксование, сопровождаемое резким усилением проскальзывания в вискомуфте. Почти мгновенно (через 0,2 секунды), но без рывка, она блокируется и автоматически перераспределяет крутящий момент в пропорции 77% на задние колеса и только 23% на передние.
Когда машина въезжает на обледенелую или покрытую жидкой грязью дорогу всеми четырьмя колесами (зона В), взаимное проскальзывание элементов муфты уменьшается (колеса пробуксовывают примерно одинаково) и доля крутящего момента, получаемого задними ведущими колесами, падает. Лишь только автомобиль передними ведущими колесами (зона Г) выходит на участок с высоким коэффициентом сцепления, муфта тут же передает на них около 85% крутящего момента.
Вискомуфта, в отличие от блокируемого межосевого дифференциала, действует плавно, без вмешательства водителя и, значит, не требуя от него навыков по выбору момента для включения блокировки. Она, бесспорно, способствует повышению безопасности движения. Кроме того, исключая работу двигателя в неблагоприятных в отношении расхода топлива режимах (с пробуксовкой ведущих колес), вискомуфта при езде на скользких дорогах экономит до 5% топлива.

Конструкция вискомуфты.
1 — вал привода к передним колесам;
2 — опорный подшипник;
4 — диск с отверстиями;
5 — диск с пазами;
9 — вал привода к задним колесам;
10 — шлицевая втулка;
11 — корпус муфты с внутренними шлицами;’

Простейший вариант такой муфты показан на рисунке. Здесь вал 1, связанный карданным валом с главной передачей передних ведущих колес, через шлицы соединен с корпусом 11. На внутренней поверхности его сделаны шлицы, с которыми через зубья соединен пакет тонких дисков, имеющих отверстия. В паре с этими дисками работает другой пакет дисков 5 с продольными пазами, который через шлицевую втулку 10 соединяется с валом 9 привода к задним колесам. Между дисками (их общее количество 59) обоих комплектов — зазоры от 0,2 до 0,4 мм. Отверстия и пазы создают дискам большую контактную поверхность с силиконовой жидкостью. Кстати, она занимает не весь объем, а 90%. Сделано это исходя из того, что при нагреве жидкость расширяется, полностью заполняя все зазоры между дисками, а имеющаяся воздушная подушка сжимается и оказывает давление на диски, уменьшая зазоры между ними. Схожую конструкцию имеет вискомуфта на Honda Civic Shuttle 4WD.

Конструкция вискомуфты Lancia Delta XF 4WD.
1 — вал привода к передним колесам;
2 — опорный подшипник;
3 — игольчатый подшипник;
4 — диск с отверстиями;
5 — диск с пазами;
6 — подшипниковая втулка;
7 — роликоподшипник;
8 — коническая шестерня привода к задним колесам;
9 — вал привода к задним колесам;
11 — корпус муфты с внутренними шлицами;
12 — картер.

У машин Lancia Delta XF 4WD и Lancia Prisma XF 4WD иное расположение и устройство вискомуфты. Она смонтирована в блоке с дифференциалом передних ведущих колес. Один ее вал 1 связан с крестовиной сателлитов этого механизма, другой прикреплен фланцем к конической шестерне 8, передающей вращение через карданный вал к задним ведущим колесам. Сама вискомуфта в этом случае сложнее. Помимо дополнительных игольчатого 3 и роликового 7 подшипников, более сложных по конфигурации деталей, таких, как вал 1, весь ее механизм заключен в картер 12, составленный из нескольких деталей. Планетарный редуктор, встроенный в трансмиссию «Лянча», передает 56% крутящего момента на передние колеса и 44% на задние. Таким образом, здесь вискомуфта, если можно так выразиться, имеет более «ограниченную власть».

Схема трансмиссии BMW 325 IX с приводом на все колеса
1 — вискомуфта;
2 — раздаточная коробка;
Полужирное начертание”3 — полуоси привода передних колес;
4 — дифференциал передних колес;
5 — карданный вал привода передних колес;
6 — карданный вал привода задних колес;
7 — дифференциал задних колес;
8 — полуоси привода задних колес.

В отличие от автомобилей, где полноприводная модификация выполнена на базе модели с передними ведущими колесами, BMW 325 IX развит из базовой модели с задними ведущими колесами. У него через вискомуфту постоянно подключен привод на передние ведущие колеса. И соответственно компоновке, при которой больше половины полной массы автомобиля приходится на задние колеса, раздаточная коробка в трансмиссии направляет у обеих моделей 64% крутящего момента к задним ведущим колесам. Интересно, что задний межколесный дифференциал заменен также вискомуфтой. Применение ее сводит к минимуму пробуксовку колес и потерю сцепления их на скользкой дороге, в частности на снегу и льду, упрощает управление машиной, способствует повышению средней скорости движения и некоторой экономии топлива.

Схема трансмиссии Lancia Delta XF 4WD с приводом на все колеса: 1 — вискомуфта;
3 — полуоси привода передних колес;
4 — дифференциал передних колес;
6 — карданный вал привода задних колес;
7 — дифференциал задних колес;
8 — полуоси привода задних колес.

Вязкостная муфта (или вискомуфта от лат. viscosus – вязкий) — это механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. Конструктивно она состоит из множества круглых пластин, имеющих выступы и отверстия. Эти пластины расположены очень близко друг к другу в герметичном корпусе. В муфте имеются две группы пластин: ведущие, соединённые с ведущим валом, и ведомые — с ведомым. Ведущие и ведомые пластины расположены чередуясь и соосно. Корпус заполнен дилатантной жидкостью, часто созданной на силиконовой основе. Когда пластины вращаются с одинаковой частотой, частицы жидкости почти не перемешиваются, и вязкость её невелика – через муфту передаётся крутящий момент. Когда один из валов начинает вращаться быстрее (или медленнее), чем другой, жидкость начинает перемешиваться, её вязкость, в силу дилатантных свойств, начинает прогрессивно возрастать. Жидкость может стать почти твёрдой и эффективно склеить пластины. В результате муфта может передавать больший крутящий момент. Величина момента определяется типом используемой жидкости, размером и количеством пластин, размером и формой отверстий и выступов в пластинах.

В некоторых вязкостных муфтах жидкость аккумулирует тепло, образующееся при вязком трении. Как следствие, жидкость расширяется, и расширение муфты приводит к прижатию пластин друг к другу, что увеличивает трение (не вязкое) между ними.

Эти устройства принципиально отличаются от гидромуфт и гидротрансформаторов тем, что используют вязкость жидкости для передачи момента, в то время как в гидромуфтах для передачи момента используются динамические свойства потока жидкости. Как следствие, вязкостные муфты менее требовательны к охлаждению. Величина передаваемого момента чувствительна к разнице скоростей вращения входного и выходного вала, но почти не зависит от абсолютных значений этих скоростей.

Содержание

Применение [ править | править код ]

Основное применение — полноприводные трансмиссии легковых автомобилей, где вискомуфта выполняет либо непосредственно роль эрзац-дифференциала, либо роль блокировочной муфты в дополнение к обычному дифференциалу.

В случае использования вискомуфты для обеспечения дифференциального вращения осей всегда следует понимать, что вискомуфта ни в коем случае дифференциалом не является: она не делит крутящие моменты и не разветвляет потоки мощности. В конструкциях таких трансмиссий всегда одна ось жёстко связана с мотором, а другая связана через вискомуфту, которая здесь располагается в разрезе вала привода своей оси до её межколёсного дифференциала. В штатных режимах движения ось, подключённая через вискомуфту, обеспечивает порядка 5-10% вклада в общую силу тяги. В относительно краткосрочных экстра-режимах пробуксовки основной ведущей оси вискомуфта теоретически позволяет перебросить на подключаемую ось до 100% эффективно используемой мощности, хотя зачастую обычно хватает и некоего переходного режима распределения тяги между осями. Время работы вискомуфты в заблокированном режиме обычно не слишком велико, и длительная её блокировка ведёт к перегреву и падению тягового усилия подключённой оси вплоть до нуля. Несмотря на этот недостаток, конструкция с подключаемой осью активно используется до сих пор на паркетных внедорожниках (обычно подключается задняя ось). Первой машиной с вискомуфтой в трансмиссии стал AMC Eagle 1980 года (подключалась передняя ось). Помимо внедорожников вискомуфта применялась на четвёртом-шестом поколении Porsche 911 (тип-993, тип-996, тип-997) на его полноприводных модификациях, в том числе 911-Турбо (подключалась передняя ось).

В случае использования вискомуфты для блокировки дифференциала, таковая связывает два любых его звена – либо корпус (водило) дифференциала и одно ведомое звено, либо оба ведомых звена, причём, оба варианта исполнения по своим возможностям идентичны. При взаимной пробуксовке звеньев вискомуфта выравнивает их угловые скорости вплоть до полной блокировки дифференциала. Такая конструкция использовалась например на межосевых дифферециалах Toyota Celica GT4 ST205, Subaru Impreza WRX GC8A и Alfa-Romeo 155Q4.

Производители вязкостных муфт [ править | править код ]

Кроме производителей оригинальных вязкостных муфт существует несколько международных производителей, специализирующихся на вторичном рынке автокомплектующих, например:

Дополнительная информация [ править | править код ]

«Visco» является товарным знаком Behr GmbH, Штутгарт. DPMA Registernummer 1130963 Текст ссылки,; Nizza-Klasse 12, 7: Flüssigkeitsreibungskupplungen für Maschinen und Landfahrzeuge

Автоматическое включение полного привода кроссовера обеспечивает вискомуфта —востребованный сегодня агрегат. Изобрели его в начале 20 века в Америке, но впервые применили только в 1964 году. Сейчас едва ли не каждый второй автолюбитель пользуется вязкостной муфтой.

Где стоит вискомуфта и за что отвечает?

Деталь является частью трансмиссии. Предназначение — передача и стабилизация крутящего момента. Выполнение этих функций происходит за счет вязкой жидкости. Она размещена в разрезе вала привода. В трансмиссиях одна ось связана с мотором, вторая с межколесным дифференциалом — она-то и проходит через вискомуфту. На нее приходится до 10% силы тяги. Устройство заключено в металлический корпус, в котором множество дисков с перфорацией. Они составлены так, что перемещение ведущих и ведомых дисков происходит на небольшом расстоянии друг от друга. Закрытый корпус заполнен силиконовой жидкостью. Она имеет вязкую структуру, но способна разжижаться при интенсивном перемешивании.

Безупречность системы можно поставить под сомнение, так как никакого регулирования смыкания дисков не происходит. Процесс пущен на самотек и находится в зависимости от степени загустения жидкости.

У системы есть и другие минусы:

  • массивность конструкции;
  • невозможность принудительной активации;
  • небольшая устойчивость к перегреванию.

Еще один минус – муфта срабатывает не сразу, а через некоторое время. Это не имеет особого значения, если устройство применяется для активации привода радиаторного вентилятора – но когда много времени тратится на активацию полного привода, это уже нехорошо.

Как работает вискомуфта?

Принцип работы вискомуфты основан на смене степени густоты жидкости, которой заполнен корпус. Чем интенсивнее она перемешивается, тем гуще становится. Когда машина идёт равномерно, основные и ведомые диски движутся с одинаковой скоростью, перемешивания жидкости между ними не происходит. Когда валы (основной и ведомый) начинают вращаться с различной скоростью, диски также вращаются неравномерно. Вращение ведущих дисков в этом случае идентично вращению основного вала. Вязкость наполнителя повышается, что способствует передаче вращающего момента от одного вала к другому.

Если разница в оборотах дисков будет повышаться, увеличится и вязкость наполнителя. Это приведет к блокировке вязкостной муфты. Если деталь стоит в полном приводе, ее наличие способствует подключению заднего моста, когда в этом есть необходимость. При несоответствии угловой скорости оборотов колес на разных мостах механизм срабатывает и начинается распределение момента между мостами. Так и происходит автоматическая блокировка межосевого дифференциала.

Полный привод нужен для езды по некачественному дорожному покрытию, во время гололеда или в городе, но для полного бездорожья он не подходит. Это связано с запаздыванием начала работы механизма при смене сцепления шин с дорогой, что в конечном итоге может привести к выходу из строя механизма. Муфта может быть очень полезна для разгрузки колес при поворотах.

Вязкостная муфта также применяется и в вентиляторе радиатора. Она запускает вентилятор, когда ОЖ поступает в радиатор под давлением, обеспечиваемым термостатом. Конструкция такой муфты дополнена емкостью для рабочей жидкости и клапаном.

Типичные неисправности вискомуфты

Механизм может прослужить долго — до 500 000 км пробега. По истечении этого срока его приходится менять из-за износа. Выполненные из биметалла пластины могут разрушиться.

Распространенная неисправность – утечка жидкости из корпуса. Механизм придется демонтировать и разбирать, чтобы осуществить долив. Так как жидкость отличается высокой степенью вязкости, для полного заполнения плоскости потребуется некоторое время. Долив следует осуществлять без спешки.

Подшипники тоже часто выходят из строя. Когда это происходит, в области механизма слышится характерный шум. Для снятия подшипника используют специальный съемник. Съёмники бывают универсальными и "заточенными" под определенный автомобиль. После смены подшипника стоит сменить силиконовую жидкость.

Среди типичных неисправностей – "биение" лопастей вентилятора и их разрушение.

Как проверить вискомуфту?

Чтобы выполнить проверку устройства, установите автомобиль на ровную площадку. Двигатель предварительно прогрейте. Руль поверните до упора в любую из сторон, тормоз отпустите.

Вискомуфта исправна, если автомобиль медленно движется без нажатия на педаль газа.

Неисправна, если машина не трогается с места без нажатия на педаль газа.

Есть радикальный способ проверки. Узел придется снять. Его кладут в емкость с кипятком. Затем нужно пробовать его крутить. Свободного вращения происходить не должно — оно будет свидетельствовать о поломке.

Проверку по косвенным признакам производят так:

  1. Попытайтесь прокрутить рукой холодный мотор. Лопасти должны вращаться с усилием, инерционного хода быть не должно.
  2. Во время запуска мотора движение его лопастей является синхронным с оборотами мотора. При этом слышится сильный шум, который полностью пропадает примерно через минуту.
  3. Прогрейте мотор. Возьмите газету и сверните ее в трубочку. Попытайтесь газетой остановить лопасти работающего мотора. Лопасти должны останавливаться с усилием.

Эти признаки свидетельствуют об исправности вязкостной муфты.

Как отремонтировать вискомуфту

При утечке жидкости вследствие разгерметизации корпуса муфту вентилятора можно попробовать отремонтировать.

Прежде всего снимите узел. Под пружинной пластинкой устройства есть отверстие для залива жидкости. Вытащите штифт и при помощи шприца долейте жидкость. В момент залива узел расположите горизонтально. Отверстие для залива должно быть сверху. Шприц вставляем в отверстие без иглы. Выдавливаем жидкость постепенно. Для заполнения всего пространства корпуса нужно подождать. Во время ожидания шприц вынимать из отверстия не следует. После процедуры штифт ставим на свое место, излишки рабочей жидкости удаляем.

Если из отсека с вентилятором слышен шум, стоит заменить подшипники. Для этого узел демонтируют, разбирают, сливают всю жидкость.

Лучше поменять?

Устройство вискомуфты полного привода делает ее ремонт невозможным — можно только заменить. Сделать это просто. Придется открутить всего несколько болтов крепления. Вместе с муфтой рекомендуется поменять и приводной ремень вентилятора охлаждения.

Если вы не уверены, что обладаете достаточными навыками для самостоятельного ремонта, обратитесь за помощью в автосервис. Мастера поменяют вязкостную муфту в соответствии с рекомендациями производителя.

Вискомуфта вентилятора: устройство, неисправности и ремонт

Вязкостная муфта вентилятора авто – как раз та деталь, о которой многие автолюбители знают не понаслышке, но об особенностях устройства которой не знают практически ничего. А ведь это весьма интересное в своей простоте устройство, которое ломается не так уж и часто – настолько оно надежно. Впрочем, грамотный автолюбитель должен знать об особенностях устройства и работы как крупных, так и мелких узлов авто чтобы в случае их поломки он мог быстро прикинуть, обязательна ли поездка на СТО буквально в тот же день, или с ремонтом можно повременить. Сейчас мы попробуем разобраться, как же устроена вискомуфта вентилятора охлаждения, каков принцип ее работы и даже как производить ее ремонт.

Подробно о принципе работы

На самом деле вязкостные муфты нашли применение не только в автомобильной индустрии, но даже в ветровой энергетике, которая сосредоточена на отнюдь немаленьких установках. А особенность данной муфты в том, что с ней возможна избирательная передача крутящего момента. Вязкостные муфты могут быть устроены по 2 схемам:

  1. Герметичный корпус с двумя или более турбинными колесами, оборудованными крыльчаткой. Одно колесо находится на ведущем валу, а второе на ведомом. Пространство вокруг них заполнено вязкой жидкостью на силиконовой основе. В случае, если турбинные колеса вращаются с разной скоростью, жидкость обеспечит передачу крутящего момента на ведомое колесо и синхронизирует их вращение;
  2. Аналогичный корпус с парой плоских дисков с выступами и отверстия, та же силконовая жидкость. Если вращение дисков синхронно, жидкость практически не перемешивается. Если ведомый диск отстает от ведущего, смешивание становится просто огромным. Изначально ничем не соединенные диски прижимаются друг к другу за счет быстрого расширения силиконовой жидкости. Именно такая дисковая система используется в вискомуфтах вентиляторах охлаждения.

Здесь стоит рассказать подробнее о т.н. дилатантной жидкости на силиконовой основе, которой заполнен герметичный корпус вискомуфты. Эта жидкость в обычных условиях действительно вязкая, но она сохраняет текучесть. А вот стоит начать ее перемешивать или нагревать, как она сгустится и начнет занимать несколько больший объем. Плотность при этом тоже изменится – дилатантная жидкость станет похожей на заставший клей. При отсутствии термических или механических воздействий она снова вернется в свое обычное жидкое состояние. Здесь нельзя не рассказать и об еще одном интересном момента: когда жидкость сильно перемешивается, она становится настолько вязкой, что вискомуфта блокируется.

Немного о применении вискомуфт

На сегодняшний день вязкостные муфты в автомобильной индустрии применяются всего в двух случаях, причем первый еще остается актуальным, но и от него постепенно отказываются. Итак:

  1. Для охлаждения ДВС. Те самые вискомуфты вентиляторов, которым посвящен данный материал, можно назвать исчезающим техническим решением. Устроено все предельно просто: на штоке закрепляется муфты с вентилятором, приводимым в движение через ременную передачу. Сама система хорошо себя показывается в зимний период, а вот летом вискомуфты вентиляторов показывают себя не так хорошо. Их вытесняют электронные вентиляторы, работающие в тандеме со специальным датчиком;
  2. Для подключения полного привода. Как показывает практика, сегодня в 70, а то и 80 процентах кроссоверов устанавливаются вязкостные муфты, отвечающие за подключение полного привода в автоматическом режиме. Но и их постепенно вытесняют электромеханические устройства.


Почему же вискомуфты в целом остаются актуальными? Причин несколько:

  • Они просты и весьма надежны;
  • Вискомуфты достаточно дешевы. Более сложная электромеханика обходится производителям автомобильных комплектующих дороже;
  • Они очень прочные. Корпус устройства вполне может выдержать давление от 15 до 20 атмосфер. Нередки случаи, когда автомобиль с вискомуфтой спустя 7 лет эксплуатации продают и его новый владелец не сталкивается с проблемой поломки устройства еще долгие годы.

Впрочем, недостатки тоже есть. Так, например, вискомуфты не слишком-то ремонтопригодны. В описаниях к данным устройствам почти что прямым текстом сказано, что они одноразовые и в целом их ремонт нецелесообразен. Кроме того, подобные устройства не рассчитаны на длительную эксплуатацию, хотя практика показывает, что работать они могут очень долго - приятное исключение из правил. Если вискомуфты используются в приводе, система оказывается не слишком эффективной – максимальный крутящий момент передается лишь при сильной пробуксовке передних колес, подключение привода вручную становится невозможным и т.п.

Проверка работоспособности

Вискомуфты радиаторов проверить не так уж и сложно. В эксплуатационных пособиях указано, что вращение вентилятора положено проверять сначала на холодном, а затем на горячем моторе. При этом на горячем моторе при перегазовке частота вращений серьезно возрастает, тем временем как на холодном – нет. «Народный» способ проверки очень хорош, так как он предусматривает еще и уход за системой охлаждения двигателя. Вот что надо сделать:

  • Не заводя мотор, попробовать прокрутить лопасти вентилятора рукой или подручным предметом. Они должны прокрутиться с небольшим сопротивлением, но без инерции;
  • Завести мотор и прислушаться. В первые секунды автолюбитель должен услышать легкий шум, который постепенно стихнет;
  • Слегка прогрев мотор, попытаться остановиться лопасти свернутым листом бумаги. Они должны остановиться, но с хорошо ощутимым усилием;
  • Демонтировать вискомуфту и сильно ее прогреть. Опционально, в кипятке. После этого муфта должна сопротивляться вращению. Если она проворачивается, внутри практически не осталось силиконовой жидкости. Также рекомендуется снять радиатор охлаждения двигателя и промыть его;
  • Проверить продольный люфт устройства. Если он имеется, муфту необходимо ремонтировать.

Заметьте, что если один из этапов проверки не был пройден, идти дальше по списку нет смысла. Однако снять муфту и прочистить радиатор имеет смысл всегда, особенно если вы делаете это после летнего периода, когда соты забиваются пухом, грязью и пылью.

Как производится ремонт

Первое, на что стоит обратить внимание автолюбителю, так это на перегрев двигателя. Возможно, с ним связана именно вискомуфта, хотя стоит проверить и, к примеру, термостат. Если проблема кроется именно в вязкостной муфте, стоит попробовать ее отремонтировать. Хоть во многих описаниях и написано, что замена силиконовой жидкость невозможна и оная заливается в корпус единожды вплоть до утилизации всего устройства, на практике долив свежей жидкости осуществить очень просто. Проблема лишь в том, чтобы найти ее. В как в офлайн, так и онлайн-магазинах она может быть найдена под именами «жидкость для ремонта вискомуфты», «масло для вискомуфт» или просто «силиконовая жидкость». Если речь идет о ремонте вискомуфты в системе подключаемого полного привода, то покупать стоит именно оригинальную – недорогие аналоги недостаточно вязкие. А если вы ремонтируете вискомуфту вентилятора, то купить можно универсальную жидкость.

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:

  • Вязкостная муфта демонтируется и разбирается;
  • Муфта укладывается горизонтально, после чего с нее снимается штифт, находящийся под пластиной с пружиной. Если отверстия для слива нет, его придется делать самостоятельно, что опытные ремонтники делать не советуют;
  • После снятия штифта обычным шприцом заливают порядка 15 мл силиконовой жидкости. Жидкость заливают постепенно, делая паузы на полминуты-минуту, чтобы силикон смог разойтись между дисками;
  • Вязкостную муфту протирают, собирают и устанавливают на место.

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.

Здесь важно учитывать, что вискомуфта не терпит силовых воздействий – даже слегка деформировав диск, вы сделаете невозможным дальнейший ремонт. Само устройство покрыто тонким слоем специальной смазки, которую лучше не снимать в ходе ремонта. Во всем остальном, процедуру нельзя назвать очень сложной. Практика показывает, что у многих автолюбителей, занявшихся самостоятельным ремонтом вискомуфты вентилятора, возникают некоторые трудности с обратной сборкой устройства. Советуем или найти видеоруководства, или фиксировать каждый этап работ на камеру смартфона.

Выбор нового устройства

Теперь давайте ответим на вопрос о том, как выбрать вискомуфту вентилятора охлаждения. Вести поиски проще всего в интернет-магазинах, поскольку здесь вы сможете если и не купить новое устройство, то хотя бы узнать код оригинала и коды всевозможных аналогов. О последних мы вскоре поговорим. Искать можно по:

  • VIN-коду;
  • Данным автомобиля. Речь идет о марке, модели, годе выпуска и параметрах двигателя. Обычно такой способ поиска является основным в интернет-магазинах автозапчастей.

Конечно, важным параметром поисков является производитель конечного продукта. Многие автолюбители вполне оправданно не доверяют продукции фирм-упаковщиков. В случае вязкостных муфт брать можно продукцию даже таких фирм, так как, по сути, выпускают ее ограниченное число компаний, которые одновременно являются поставщиками на конвейеры крупных автомобильных концернов и чью продукцию реализуют даже упаковщики. Стоит обратить внимание на продукцию вот этих компаний:

Весьма неплохие решения можно найти в каталогах фирм Meyle и Febi (Германия). Появившиеся относительно недавно польские и турецкие аналоги показали себя не так хорошо. Как правило, достойные производители вязкостных муфт одновременно выпускают и радиаторы, крепежные элементы и некоторые элементы трубопровода. Если вы уверены в каком-то производителе радиаторов, стоит поискать в его каталогах и нужную вам вязкостную муфту.

Вывод

Вязкостная муфта вентилятора охлаждения двигателя – простое и весьма надежное устройство, которое выходит из строя крайне редко. Диагностировать его поломку можно и не обращаясь к специалистам на СТО. Стоит лишь проследить за температурой двигателя и проверить работу вентилятора, как все станет ясно. Хоть ремонт вискомуфты не рекомендован многими экспертами, с ним справится даже новичок. Выбор новых устройств достаточно велик: есть продукция фирм-производителей из стран Европы, Америки и отдельных стран Азии (лучшие варианты), а есть автозапчасти от фирм-упаковщиков, лучшими из которых являются немецкие, американские и французские.

Вискомуфта принцип работы

Автор admin На чтение 5 мин. Просмотров 300

Работа многих изделий основывается на использовании, порой неожиданным образом, самых разных свойств привычных нам веществ. Примером этого может служить вискомуфта – специальное устройство, предназначенное для избирательной передачи, зависящей от внешних условий, крутящего момента. У таких изделий принцип работы основан на изменении вязкости залитой в него жидкости. Нельзя сказать, что они применяются чрезвычайно широко, например как МКПП, но и обойти стороной их использование было бы неправильно.

Принцип действия вискомуфты

Внешний вид вискомуфты и ее принцип работы позволит понять приведенный рисунок.

Как видно из него, устройство вискомуфты представляет собой герметичный корпус, в котором располагаются два ряда дисков. Каждый из них связан или с ведомым, или с ведущим валом. Ведущие и ведомые диски перемежаются между собой, на каждом из них имеются специальные выступы и отверстия, а расстояние между их плоскостями минимальное.

Пространство внутри корпуса заполнено вязкой жидкостью, чаще всего изготовленной на основе силикона.

Отличительными особенностями этой жидкости, позволяющими использовать ее для работы в составе вискомуфты, являются:

  • увеличение вязкости, сгущение при интенсивном перемешивании;
  • значительный коэффициент расширения при нагреве.

Когда движение автомобиля происходит равномерно, диски вращаются с равной скоростью и жидкость между дисками не перемешивается. При появлении различий в скорости вращения валов (ведомого и ведущего), также начинает различаться скорость вращения дисков, из-за чего вязкость жидкости возрастает и она работает на передачу крутящего момента к ведомому валу от ведущего.

При значительной разности скоростей вращения дисков, вязкость жидкости возрастает настолько, что вискомуфта блокируется и приобретает свойства, характерные для твердого тела. Дополнительную информацию о том, как работает вискомуфта, поможет получить из видео

Как работает вискомуфта в трансмиссии?

Одно из основных применений вискомуфты – в системе полного привода и трансмиссии вообще. Как это выглядит – поясняет рисунок

Устройство полного привода с использованием вискомуфты основано на том, что задний мост подключается только при необходимости. В обычных условиях такой автомобиль является переднеприводным, но когда возникает разница в угловых скоростях вращения колес разных мостов, срабатывает вискомуфта, и момент начинает распределяться между различными мостами.

Фактически, это получается самоблокирующийся автоматический межосевой дифференциал. В такой ситуации, когда начинают пробуксовывать колеса, водителю не нужно предпринимать никакие действия. Однако стоит иметь в виду, что подобный подключаемый полный привод имеет ограниченное применение. Он хорошо работает на плохой дороге, при гололеде, в городе, но не подходит для настоящего бездорожья.

Причиной этого является запаздывание срабатывания вискомуфты при постоянной смене сцепления колес с покрытием, ее перегрев, и, в конце концов, выход из строя. Кроме обеспечения полного привода, подобное устройство может быть использовано для разгрузки колеса при прохождении поворотов. Понять, как происходит подобное, поможет рисунок

В этом случае вискомуфта ставится на одном мосту между дифференциалом и одной из полуосей. При вхождении на большой скорости в поворот сцепление внутреннего колеса ухудшается, и оно начинает пробуксовывать. Благодаря вискомуфте момент перераспределяется между колесами, обеспечивая безопасное прохождение поворота.

Учитывая такую ответственную роль, которую играет вискомуфта в безопасности движения, а также что она работает в системе полного привода, зачастую требуется проверить ее текущее состояние и работоспособность.

Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения?

Кроме полного привода известны и другие варианты применения вискомуфты – вентилятор радиатора охлаждения может служить одним из таких примеров. Работа подобного устройства, наверное, не требует особого пояснения. В тех случаях, когда термостат пускает по большому кругу охлаждающую жидкость (ОЖ), она поступает в радиатор, и тогда же должно быть обеспечено включение вентилятора охлаждения. В другое время он должен быть выключен.

Добиться такого режима работы помогает вискомуфта вентилятора. Ее устройство похоже на приведенное выше, только корпус имеет дополнительные емкости для жидкости и оснащен клапаном, обеспечивающим перетекание жидкости. Все это показано на рисунке.

Когда двигатель холодный, вращающиеся диски выдавливают жидкость через открытый клапан в резервную емкость. Сцепление между дисками плохое, и вискомуфта работает с сильным проскальзыванием, обдува радиатора нет, и мотор прогревается.

Когда термостат направляет ОЖ в радиатор для охлаждения, он нагревается, теплый воздух от него попадает на биметаллическую пластину, расположенную впереди на корпусе вискомуфты, она выгибается, и вследствие этого перекрывается отверстие клапана.

Жидкости больше некуда уходить, и она остается между дисками, ее вязкость увеличивается, проскальзывание уменьшается, крыльчатка вентилятора блокируется на валу, и поток воздуха поступает на радиатор для его охлаждения. Это приводит к снижению температуры ОЖ, соответственно снижается температура воздуха, поступающего на биметаллическую пластину, она возвращается в исходное положение, открывается клапан, и жидкость выдавливается в резервную камеру.

В результате этого вискомуфта вентилятора перестает блокировать крыльчатку, она начинает проскальзывать, и процесс охлаждения радиатора прекращается. Таким образом, получается, что режим работы вентилятора охлаждения зависит от температуры ОЖ.

Просмотрев видео, вы получите дополнительную информацию о работе такой системы.

Что же касается возможности проверить работу вискомуфты вентилятора, то здесь помощь окажет следующее видео

Эта процедура достаточно простая и понятная. Надо только отметить, что разборку вискомуфты не проводят, в случае если она неисправна, то подлежит только замене.

В работе вискомуфты используется такая характеристика жидкости, как вязкость. Благодаря ее изменению становится возможным реализовать различные режимы работы устройств, зависящие от внешних характеристик. Речь может идти как о создании полного привода, так и об охлаждении радиатора.

Мне нравится1Не нравится
Что еще стоит почитать

Не очень полный привод: муфта или дифференциал?

Цена безопасности

Как-то так сложилось, что подключаемый полный привод считается решением не особенно надежным, не способным к передаче большого момента и вообще паллиативным, связанным с экономией средств. Причем уверены в этом 9 из 10 моих знакомых, которые о машинах знают вовсе не понаслышке. Но согласитесь: слова «экономия» и «дешевле» звучит как-то странно, если речь идет о новейших Х5, Х6 и Cayenne, ну или про «скромную» 550Xi или Panamera. Видимо, причина совсем в другом — вряд ли можно столько «наэкономить» на банальном межосевом дифференциале.

Если бы дифференциалы были настолько дороги, то вместо межколесного, наверное, тоже применяли бы что-то другое? И широко известный Torsen явно стоит не миллионы. Да, дело не в цене самого дифференциала. Сюрпризы преподнесли выявленные нюансы в настройке управляемости и работы различных электронных «помощников»: ABS, ESP и прочих систем повышения активной безопасности. И всё это оттого, что требования к активной безопасности машин сильно выросли за последние десятилетия, и управляемость даже простеньких машин находится на уровне, который и не снился спорткарам восьмидесятых.

Чем хорош постоянный полный привод? Тем, что крутящий момент присутствует на всех колесах постоянно, распределяясь по определенным правилам, жестко заданным устройством механизма. Напрямую задать распределение невозможно, но есть другие способы «научить» машину делать то, что нужно. Например, внедрением блокировки, использованием тормозных механизмов или чем-то ещё.

Кажется, что особой нужды в подобных «тонкостях» на дорогах с твердым покрытием нет, ведь ездили же Audi Quattro, Alfa 155, Lancia Delta Integrale... В любой книге в описании конструкций полного привода обязательно сказано, что уменьшение крутящего момента на колесах за счет его распределения на все четыре колеса позволяет увеличить боковую составляющую нагрузки, а значит, быстрее проходить повороты. Вдобавок можно реализовать тягу двигателя на любом покрытии. К тому же дифференциал – штука надежная, его не так уж легко сломать, делают их с запасом, ресурс у дифференциала очень высокий. В общем, сплошные плюсы.

К сожалению, очень быстро нашлись и минусы. Любое изменение тяги на полноприводной машине вызывает перераспределение массы по осям и колесам, а сложная трансмиссия следом распределяет и момент. Доля момента достанется всем четырём колёсам, но её количество будет зависеть от многих факторов. От сцепления каждого из колес, от массы деталей трансмиссии, от потерь на трение в узлах и так далее. В итоге получается, что предсказать, как именно изменится тяга на каждой из осей, сложно. Учитывая еще и постоянное изменение нагрузки, изменения в углах увода передней и задней оси становятся практически непредсказуемыми. Только очень опытный водитель может чувствовать все нюансы реакции машины на управляющие действия и быть готовым к любому развитию событий. Из этой ситуации пришлось искать выход.

Как это сделано?

Стабильность машины можно увеличить специальными конструктивными мерами. Например, увеличив момент инерции вокруг вертикальной оси, распределив нагрузку в пользу одной из осей таким образом, чтобы она постоянно на одной была больше, чем на другой, изменив толщину покрышек или углы установки. Ничего не напоминает? Конечно же, автомобили Audi. На них постоянный полный привод стал привычным и имел как минимум несколько особенностей из этого списка.

На фото: Audi A6 Allroad 3,0 TDI quattro '2012–14

Расположенный перед осью мотор обеспечивал большой момент инерции вокруг вертикальной оси и гарантированно высокую загрузку передней оси. Многорычажная передняя подвеска обеспечивает наилучшее сцепление именно на передней оси в широких диапазонах нагрузки.

На Porsche 911 Carrera4 аналогичная схема привода просто «перевернута» на 180 градусов, а особенности компоновки те же. А вот на машинах других марок эта схема как-то не прижилась – исключение составляют только редкие машины для «гонщиков» и небольшое количество кроссоверов.

На фото: Porsche 911 Carrera 4 Coupe '2015–н.в.

У Subaru схема полного привода и компоновка почти совпадают с таковой у Audi, за исключением более простых подвесок и более компактного мотора. Вместе с тем за счет меньших размеров и меньшей перегрузки передней оси управляемость куда более «спортивная».

Mitsubishi, Lancia и Alfa Romeo даже и вспоминать не стоит: их компоновка с поперечным мотором, да еще на очень компактных авто изначально не предназначалась неподготовленным водителям.

На фото: Под капотом Alfa Romeo 156 '2002–03

Получается, если не принимать специальных конструктивных мер, машина с постоянным полным приводом обладает сложной управляемостью. Она может демонстрировать повадки то переднеприводного, то заднеприводного автомобиля в зависимости от тяги, нагрузки и еще тысячи причин. Для получения приемлемого для серийной машины результата на доводку управляемости придется затратить солидные усилия, ведь среднестатистический водитель подобных сюрпризов не любит, ему нужна однозначность в поведении. Конечно, ее можно получить, установив сложные электронные системы контроля устойчивости, но это сложный и дорогой способ. Куда легче будет упростить схему трансмиссии, установив муфту, подключающую вторую ось только в случае необходимости. Конечно, без электроники всё равно не обойтись, но в случае переднеприводной машины с поперечным расположением мотора трансмиссия станет на порядок проще. Например, вместо очень сложной и тяжелой раздаточной коробки можно обойтись простым угловым редуктором.

На машинах с продольным расположением двигателя и классической компоновкой преимуществ установки муфты чуть меньше. В массе значительного выигрыша получить не выйдет, но зато переднюю ось можно почти не подключать, избавившись от рывков тяги на рулевом управлении. И ещё можно снизить расход топлива, что для серийного автомобиля тоже немаловажно.

Подключать или не подключать?

Не так уж сложен постоянный полный привод, и не так уж он дорог. И первые поколения кроссоверов не случайно часто оснащали постоянным полным приводом. Да что там кроссоверы – вспомните нашу Ниву, которая получилась дешёвой и сердитой одновременно.

Для изначально переднеприводных машин действительно проще и дешевле оказалось сделать привод подключаемым. Разница в массе в 50 кг – это уже очень серьезно, а преимущества однозначной управляемости и возможности легкой настройки систем АБС существенно снижали цену «доводки» модели.

Применяемые поначалу для подключения задней оси вискомуфты оказались не лучшим выбором, и их быстро сменили на электронно-управляемые конструкции. Правда, некоторые производители, например, Honda, держались за свои специфические способы подключения полного привода (речь идёт о Dual-Pump-System). Но после массового внедрения даже простейших систем с управляемым подключением стало очевидным, что такого привода вполне хватает абсолютному большинству водителей. Причем хватает даже в случае мощных машин и повышенных требований к управляемости и проходимости.

Недостатки у системы подключаемого полного привода тоже имеются. В первую очередь они связаны с тем, что тут есть много узлов, которые дорого стоят. Поэтому их постоянно пытаются сделать подешевле и попроще. Результаты, правда, не всегда радуют.

Например, муфта может держать не весь крутящий момент мотора на первой передаче, а лишь его часть, или держать момент только ограниченное время. Она может не давать возможности работы с пробуксовкой, а скорость подключения – не регулироваться или регулироваться слишком грубо. Муфта может быть не рассчитана на длительную работу, в результате чего под нагрузкой частенько перегревается.

Электроника, обслуживающая систему подключения, тоже может быть упрощена. В этом случае алгоритмы иногда не учитывают часть режимов движения, снижая простоту безопасной управляемости.

В конце концов, у муфты всегда есть изнашиваемые узлы – например, сами сцепления, а зачастую еще и узлы гидропривода или электрики.

И всё же по мере снижения себестоимости электроники и применения подобных систем на всё более дорогих машинах качество такого механизма подключения неуклонно повышается. Хотя в целом муфта всё еще намного дороже простого дифференциала, и попытки сделать её ещё дешевле не прекращаются.

Отмечу, что есть такие конструкции подключения, эффективность работы которых превосходит все системы постоянного полного привода. К ним можно отнести почти все последние поколения полноприводных трансмиссий с изменяемым вектором тяги на Subaru и Mitsubishi и на премиальных немецких авто. Они дают возможность напрямую управлять крутящим моментом на одном или нескольких колесах на выбор. Это позволяет создавать автомобили с идеальной управляемостью и фантастическими возможностями. За рулем такой машины любая кривая на любом покрытии будет «прописана» почти идеально, причем с минимальными затратами усилий со стороны водителя. К сожалению, это сложные и дорогие системы, которые нацелены на получение фантастических показателей на гоночных трассах. И сконструированы они без оглядки на стоимость эксплуатации.

Не стоит пугаться и более простых систем. Например, куда более массовые авто наделяют отличной управляемостью и проходимостью муфты Haldex нескольких последних поколений. Младшие модели Land Rover, Range Rover, VW, Audi, Seat и Volvo широко используют конструкции этого бренда. И в эксплуатации подобные системы зарекомендовали себя достаточно надежными.

Полноприводные машины BMW получают и отличную проходимость, и безупречное поведение на асфальте. С тех пор как постоянный полный привод на Е53 заменили на подключаемый, систему непрерывно совершенствуют, и результаты прогресса впечатляют. Даже надежность смогли повысить до вполне приемлемого уровня.

Сегодня даже очень недорогие системы с чисто электрическим приводом от азиатских брендов не пасуют на бездорожье, да и на шоссе машины с ними радуют отличным поведением.

Что будет дальше?

Еще десяток лет – и кроме джиперов о постоянном полном приводе мало кто вспомнит. А по мере вытеснения машин с ДВС электромобилями сложные трансмиссии вымрут сами по себе, как мамонты. И боюсь, всем пора пересмотреть свое отношение к постоянному полному приводу. Это не дорогое и не элитное решение, а всего лишь не особенно востребованная технология из середины восьмидесятых. Из того времени, когда возможности моторов намного опередили возможности шин и электроники. Тогда-то и появилась легенда о самом полном и постоянном приводе. Которая, правда, здравствует и поныне.

Вискомуфта: принцип действия и устройство

Сейчас большую популярность на авторынке получили кроссоверы. У них есть как полный, так и одинарный привод. Он связан с таким устройством, как вискомуфта. Принцип работы агрегата - далее в этой статье.

Характеристика

Итак, что это за элемент? Вискомуфта - это автоматический механизм для передачи крутящего момента через специальные жидкости. Следует отметить, что принцип работы вискомуфты с полным приводом и вентилятором одинаков.

Таким образом, крутящий момент на оба элемента передается с помощью рабочей жидкости. Ниже мы рассмотрим, что это такое.

Что внутри?

Внутри картера сцепления на силиконовой основе. Обладает особыми свойствами. Если его не вращать и не нагревать, он остается в жидком состоянии. Как только приходит энергия крутящего момента, он расширяется и становится очень плотным. При повышении температуры он выглядит как застывший клей. Как только температура падает, вещество становится жидким. Кстати, заправлен на весь период эксплуатации.

Как это работает?

Что за изделие называется "вискомуфта", принцип действия? По алгоритму действий аналогичен гидротрансформатору автоматической коробки. Здесь крутящий момент тоже передается жидкостью (но только трансмиссионным маслом). Есть две разновидности вискомуфт. Ниже мы их рассмотрим.

Первый тип: рабочее колесо

Включает металлический корпус. Принцип вязкостной муфты (включая вентилятор охлаждения) заключается в работе двух турбинных колес.Они расположены друг напротив друга. Один находится на приводном валу, второй - на ведомом. Тело заполнено жидкостью на основе силикона.

Когда эти валы вращаются с одинаковой частотой, перемешивание композиции не происходит. Но как только происходит пробуксовка, температура внутри корпуса повышается. Жидкость становится гуще. Таким образом, рабочее колесо турбины входит в сцепление с осью. Подключается полный привод. Как только машина выехала из бездорожья, скорость вращения крыльчаток восстанавливается.С понижением температуры плотность жидкости уменьшается. В машине отключается полный привод.

Второй тип: диск

Тут тоже закрытый корпус. Однако, в отличие от первого типа, на ведущем и ведомом валах имеется группа плоских дисков. Что это за принцип работы вискомуфта? Диски вращаются в силиконовой жидкости. При повышении температуры он расширяется и сжимает эти элементы.

Муфта начинает передавать крутящий момент на вторую ось. Это происходит только в том случае, когда машина заглохла и есть другая частота вращения колес (пока одни стоят, вторые глохнут).Оба типа не используют автоматические электронные системы. Устройство работает на энергии вращения. Поэтому вентилятор вискомуфта и полный привод отличается долгим сроком службы.

Где это используется?

Для начала остановимся на элементе, который используется в системе охлаждения двигателя. Принцип вискомуфты вентилятора основан на работе коленчатого вала. Сама муфта прикреплена к штоку и имеет ременную передачу. Чем выше частота вращения коленчатого вала, тем больше нагревается жидкость в сцеплении.Таким образом, соединение стало жестче, и элемент с вентилятором начал вращаться, охлаждая двигатель и радиатор.

При падении скорости и падении температуры гидравлическая муфта прекращает работу. Следует отметить, что вискомуфта вентилятора больше не используется. На современных двигателях используются электронные рабочие колеса с датчиком температуры охлаждающей жидкости. Они больше не связаны с коленчатым валом и работают отдельно от него.

Полный привод и вискомуфта

Принцип работы такой же, как у вентилятора.Однако деталь размещается не в моторном отсеке, а под днищем автомобиля. И, в отличие от первого типа, вискомуфта полный привод не теряет своей популярности.

Сейчас устанавливается на многие кроссоверы и внедорожники с отключаемым приводом. Некоторые используют электромеханические аналоги. Но они намного дороже и менее практичны. Среди достойных конкурентов стоит отметить механическую блокировку, которая есть на «Ниве» и «УАЗе». Но в связи с урбанизацией производители отказались от нынешней блокировки, которая жестко соединяет обе оси и улучшает проходимость автомобиля.Водитель сам может выбрать, когда ему нужен полный привод. Если потребуется преодолеть бездорожье «внедорожник», он быстро застрянет и после пробуксовки заведет задний мост. Но выбраться из густой грязи ему не поможет.

Преимущества

Рассмотрим положительные стороны вискомуфты:

  • Простота конструкции. Внутри используется всего несколько рабочих колес или дисков. И все это активируется без электроники, путем физического расширения жидкости.
  • Дешевизна. Благодаря простой конструкции вискомуфта практически не влияет на стоимость автомобиля (если это касается варианта «полный привод»).
  • Надежность. Муфта имеет прочный корпус, выдерживающий давление до 20 килограммов на квадратный сантиметр. Устанавливается на весь срок службы и не требует периодической замены рабочей жидкости.
  • Может работать в любых дорожных условиях. Не скользит по грязи или при езде по снегу. Для нагрева рабочей жидкости внешняя температура не имеет значения.

недостатки

Стоит отметить отсутствие ремонтопригодности. Вискомуфта установлена ​​навсегда.

А если он вышел из строя (например, из-за механических деформаций), он полностью меняется. Также автомобилисты жалуются на отсутствие возможности самостоятельно подключить полный привод. Муфта вводит второй вал в зацепление только тогда, когда автомобиль уже «похоронен». Это мешает автомобилю легко преодолевать грязевые или снежные препятствия. Следующий минус - низкий клиренс.Для сборки требуется большой корпус. А если использовать небольшую вискомуфту, она не будет передавать нужное количество крутящего момента. И последний недостаток - боязнь перегрева. Долго буксовать на полном приводе не могу. В противном случае есть риск повредить вискомуфту. Поэтому такой вид «нечестной» езды не приветствуется любителями бездорожья. При длительных нагрузках узел просто заклинивает.

Вывод

Итак, мы разобрались, как работает вискомуфта, полный привод и вентилятор. Как видите, устройство благодаря специальной жидкости может передавать крутящий момент в нужный момент без привлечения дополнительных датчиков и систем.Это очень полезное изобретение.

p >> .

Вискомуфта: принцип действия и устройство

Сейчас большую популярность на авторынке получили кроссоверы. У них есть как полный, так и одинарный привод. Он связан с таким устройством, как вискомуфта. Принцип работы агрегата - далее в этой статье.

Характеристика

Итак, что это за элемент? Вискомуфта - это автоматический механизм для передачи крутящего момента через специальные жидкости. Следует отметить, что принцип работы вискомуфты с полным приводом и вентилятором одинаков.

Таким образом, крутящий момент на оба элемента передается с помощью рабочей жидкости. Ниже мы рассмотрим, что это такое.

Что внутри?

Внутри картера сцепления на силиконовой основе. Обладает особыми свойствами. Если его не вращать и не нагревать, он остается в жидком состоянии. Как только приходит энергия крутящего момента, он расширяется и становится очень плотным. При повышении температуры он выглядит как застывший клей. Как только температура падает, вещество становится жидким. Кстати, заправлен на весь период эксплуатации.

Как это работает?

Что за изделие называется "вискомуфта", принцип действия? По алгоритму действий аналогичен гидротрансформатору автоматической коробки. Здесь крутящий момент тоже передается жидкостью (но только трансмиссионным маслом). Есть две разновидности вискомуфт. Ниже мы их рассмотрим.

Первый тип: рабочее колесо

Включает металлический корпус. Принцип вязкостной муфты (включая вентилятор охлаждения) заключается в работе двух турбинных колес.Они расположены друг напротив друга. Один находится на приводном валу, второй - на ведомом. Тело заполнено жидкостью на основе силикона.

Когда эти валы вращаются с одинаковой частотой, перемешивание композиции не происходит. Но как только происходит пробуксовка, температура внутри корпуса повышается. Жидкость становится гуще. Таким образом, рабочее колесо турбины входит в сцепление с осью. Подключается полный привод. Как только машина выехала из бездорожья, скорость вращения крыльчаток восстанавливается.С понижением температуры плотность жидкости уменьшается. В машине отключается полный привод.

Второй тип: диск

Тут тоже закрытый корпус. Однако, в отличие от первого типа, на ведущем и ведомом валах имеется группа плоских дисков. Что это за принцип работы вискомуфта? Диски вращаются в силиконовой жидкости. При повышении температуры он расширяется и сжимает эти элементы.

Муфта начинает передавать крутящий момент на вторую ось. Это происходит только в том случае, когда машина заглохла и есть другая частота вращения колес (пока одни стоят, вторые глохнут).Оба типа не используют автоматические электронные системы. Устройство работает на энергии вращения. Поэтому вентилятор вискомуфта и полный привод отличается долгим сроком службы.

Где это используется?

Для начала остановимся на элементе, который используется в системе охлаждения двигателя. Принцип вискомуфты вентилятора основан на работе коленчатого вала. Сама муфта прикреплена к штоку и имеет ременную передачу. Чем выше частота вращения коленчатого вала, тем больше нагревается жидкость в сцеплении.Таким образом, соединение стало жестче, и элемент с вентилятором начал вращаться, охлаждая двигатель и радиатор.

При падении скорости и падении температуры гидравлическая муфта прекращает работу. Следует отметить, что вискомуфта вентилятора больше не используется. На современных двигателях используются электронные рабочие колеса с датчиком температуры охлаждающей жидкости. Они больше не связаны с коленчатым валом и работают отдельно от него.

Полный привод и вискомуфта

Принцип работы такой же, как у вентилятора.Однако деталь размещается не в моторном отсеке, а под днищем автомобиля. И, в отличие от первого типа, вискомуфта полный привод не теряет своей популярности.

Сейчас устанавливается на многие кроссоверы и внедорожники с отключаемым приводом. Некоторые используют электромеханические аналоги. Но они намного дороже и менее практичны. Среди достойных конкурентов стоит отметить механическую блокировку, которая есть на «Ниве» и «УАЗе». Но в связи с урбанизацией производители отказались от нынешней блокировки, которая жестко соединяет обе оси и улучшает проходимость автомобиля.Водитель сам может выбрать, когда ему нужен полный привод. Если потребуется преодолеть бездорожье «внедорожник», он быстро застрянет и после пробуксовки заведет задний мост. Но выбраться из густой грязи ему не поможет.

Преимущества

Рассмотрим положительные стороны вискомуфты:

  • Простота конструкции. Внутри используется всего несколько рабочих колес или дисков. И все это активируется без электроники, путем физического расширения жидкости.
  • Дешевизна. Благодаря простой конструкции вискомуфта практически не влияет на стоимость автомобиля (если это касается варианта «полный привод»).
  • Надежность. Муфта имеет прочный корпус, выдерживающий давление до 20 килограммов на квадратный сантиметр. Устанавливается на весь срок службы и не требует периодической замены рабочей жидкости.
  • Может работать в любых дорожных условиях. Не скользит по грязи или при езде по снегу. Для нагрева рабочей жидкости внешняя температура не имеет значения.

недостатки

Стоит отметить отсутствие ремонтопригодности. Вискомуфта установлена ​​навсегда.

А если он вышел из строя (например, из-за механических деформаций), он полностью меняется. Также автомобилисты жалуются на отсутствие возможности подключения самого полного привода. Муфта вводит второй вал в зацепление только тогда, когда автомобиль уже «похоронен». Это мешает автомобилю легко преодолевать грязевые или снежные препятствия. Следующий минус - низкий клиренс.Для сборки требуется большой корпус. А если использовать небольшую вискомуфту, она не будет передавать нужную крутящую силу. И последний недостаток - боязнь перегрева. Долго буксовать на полном приводе не могу. В противном случае есть риск повредить вискомуфту. Поэтому такой вид «нечестной» езды не приветствуется любителями бездорожья. При длительных нагрузках узел просто заклинивает.

Вывод

Итак, мы разобрались, как работает вискомуфта, полный привод и вентилятор. Как видите, устройство благодаря специальной жидкости может передавать крутящий момент в нужный момент без привлечения дополнительных датчиков и систем.Это очень полезное изобретение.

.

Вискомуфта | HowStuffWorks

Этот контент несовместим с этим устройством.

Вискомуфта часто используется в полноприводных автомобилях. Обычно он используется для соединения задних колес с передними, так что, когда один комплект колес начинает буксовать, крутящий момент передавался на другой комплект.

Вязкостная муфта имеет два набора пластин внутри герметичного корпуса, заполненного густой жидкостью, как показано ниже.К каждому выходному валу подсоединен один комплект пластин. В нормальных условиях оба набора пластин и вязкая жидкость вращаются с одинаковой скоростью. Когда один набор колес пытается вращаться быстрее, возможно из-за того, что он скользит, набор пластин, соответствующий этим колесам, вращается быстрее, чем другой. Вязкая жидкость, застрявшая между пластинами, пытается догнать более быстрые диски, увлекая за собой более медленные. Это передает больший крутящий момент на медленно движущиеся колеса - колеса, которые не проскальзывают.

Объявление

При повороте автомобиля разница в скорости между колесами не так велика, как при буксовании одного колеса. Чем быстрее пластины вращаются относительно друг друга, тем больший крутящий момент передает вискомуфта. Муфта не мешает поворотам, потому что крутящий момент, передаваемый во время поворота, очень мал. Однако это также подчеркивает недостаток вязкостной муфты: передача крутящего момента не происходит, пока колесо не начнет проскальзывать.

Простой эксперимент с яйцом поможет объяснить поведение вязкой связи. Если вы положите яйцо на кухонный стол, скорлупа и желток останутся неподвижными. Если вы вдруг закрутите яйцо, скорлупа на секунду будет двигаться быстрее, чем желток, но желток быстро догонит. Чтобы доказать, что желток вращается, быстро остановите его, а затем отпустите - яйцо снова начнет вращаться (если только оно не сварено вкрутую). В этом эксперименте мы использовали трение между скорлупой и желтком, чтобы приложить силу к желтку, ускоряя его.Когда мы остановили скорлупу, это трение - между все еще движущимся желтком и скорлупой - приложило силу к скорлупе, заставив ее ускориться. В вязкой муфте сила прилагается между жидкостью и наборами пластин так же, как между желтком и скорлупой.

.

Вискомуфта - Everything2.com

Вязкостная муфта - это разновидность дифференциала, которая иногда встречается в системе трансмиссии полноприводных автомобилей . Вязкостная муфта связывает приводные валы передних и задних колес такого транспортного средства и позволяет передавать крутящий момент на один комплект колес, если другой комплект начинает вращаться (теряет тягу).

Муфта состоит из двух комплектов пластин внутри герметичного корпуса, заполненного вязкой жидкостью. Один набор пластин прикреплен к концу передней половины приводного вала, а другой набор - к задней половине.Основной принцип работы заключается в том, что вязкая жидкость внутри корпуса сопротивляется сильной разнице между скоростями вращения двух наборов пластин.

В нормальных условиях движения оба набора пластин и жидкость, «соединяющая» их внутри муфты, вращаются с одинаковой скоростью. Тем не мение; Если один набор колес теряет сцепление , его набор пластин будет вращаться быстрее, чем другой набор. В этом случае жидкость внутри вязкостной муфты передает крутящий момент от более быстро вращающихся пластин к более медленным вращающимся пластинам, то есть крутящий момент передается на набор колес с большей тягой.

.

Исследование эквивалентного вязкого коэффициента демпфирования насосной штанги на основе принципа равных потерь на трение

Эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования является важным параметром волнового уравнения для колонны насосных штанг. В этой статье на основе принципа равных потерь на трение, когда учитываются потребление вязкой энергии и потребление энергии на локальное демпфирование, получены эффекты эквивалентных коэффициентов вязкого демпфирования. Путем вывода уравнения энергопотребления масла и уравнения энергопотребления муфты получена теоретическая формула для эквивалентного коэффициента демпфирования насосных штанг.Результаты показывают, что чем меньше K (K - отношение площади поперечного сечения НКТ к насосной штанге), тем больше доля коэффициента демпфирования, вызванного потреблением вязкой энергии, в эквивалентном коэффициенте демпфирования системы насосных штанг. Когда K <0,095, доля коэффициента демпфирования, вызванного потреблением вязкой энергии, составляет более 90%. Уменьшение резкого изменения площади поперечного сечения в соединении насосной штанги оказывает заметное влияние на снижение демпфирующей силы системы насосных штанг.Исследование дает теоретическую основу для применения и конструкции насосных штанг и насосно-компрессорных труб.

1. Инструкция

Штанговое насосное оборудование широко применяется в скважинах с искусственным подъемом [1–3]. Его режимы отказа бывают различными, такими как протечка насоса, блокировка насоса, деформация насосной штанги, эксцентрический износ насосной штанги и т. Д. Для точного прогнозирования и оценки рабочего состояния нефтяных скважин для характеристики насосной системы насосных штанг регулярно используется волновое уравнение колонны насосных штанг.Волновое уравнение содержит коэффициент вязкого демпфирования. Величина коэффициента вязкого демпфирования оказывает большое влияние на результаты прогноза и диагностики [4–7].

С 1960-х годов многие исследователи проводят исследования эквивалентного вязкого коэффициента демпфирования [8]. В настоящее время существует множество методов для определения эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования, таких как экспериментальный алгоритм, формула вывода гипотетических условий, рассчитанная с помощью карт поверхностного динамометра и т. Д.[9–12]. С.Г. Гиббс считал, что невязкая демпфирующая сила ничтожна. Предполагая, что движение точки подвеса является простым гармоническим движением, средняя скорость штанги выражается среднеквадратичным значением мгновенной скорости насосной штанги, а рассеянная работа за один цикл колонны штанг равна рассеиваемая работа за счет эквивалентного вязкого демпфирования. На основе этих предположений выводится формула эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования [13–15].Формула демпфирующей силы насосной штанги при условии ламинарного течения (Re <2300) была получена А.М. Пирвиллеем, но ее можно применить только к ламинарному течению в потоке Пуазейля [16]. На основе принципа эквивалентного метода формула безразмерного эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования выведена Рубио D [17]. Чжан Ци использовал потребление энергии при движении вверх, чтобы заменить потребление энергии при движении вниз. Путем расчета потерь на трение, вызванных вязким сопротивлением колонны насосных штанг за цикл, формула коэффициента демпфирования, подходящая для различных режимов потока, выводится на основе принципа равных потерь на трение [18].Используя метод кривой, M.J.Basition предположил, что пересечение кривых мощность воды / коэффициент демпфирования и мощность насоса / коэффициент демпфирования является коэффициентом вязкого демпфирования насосной штанги. Таким образом получается эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования [19]. Основываясь на формуле Гиббса, Эверитт Т.А. методом циклических итераций выведена формула коэффициента вязкого демпфирования. Этот метод может быть применен к насосной штанге из любого материала, но формула коэффициента демпфирования Гиббса применима только к стальной насосной штанге [20].На основе волнового уравнения колонны насосных штанг Sun Renyuan et al. предложила формулу эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования, которая была связана с реальными динамометрическими картами насоса с помощью метода численного интегрирования, и установила соответствующий итерационный алгоритм для расчета эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования [21]. И. Стелига и Донг-Ю Ван предложили разработать динамическую модель насосной штанги, учитывающую влияние вязкого трения штанга-НКТ и кулоновского трения штанги-НКТ.Далее предлагается методика расчета гашения колебаний колонны насосных штанг на основе индикаторной диаграммы. Периодическое изменение коэффициента демпфирования вибрации анализируется с помощью динамометрических карт поверхности и динамометрических карт насосов. Однако этот метод можно использовать только для анализа динамометрических карт конкретной нефтяной скважины [22, 23].

Все вышеперечисленные исследования нацелены на конкретные условия в скважине, и коэффициенты вязкого демпфирования рассчитываются при неизменных размерах насосной штанги и НКТ.К сожалению, энергозатраты муфты насосной штанги и направляющих штанги в процессе откачки не учитываются. Расчетную модель необходимо оптимизировать. На основе формулы Гиббса и формулы Чжан Ци в этой статье предполагается, что текучая среда представляет собой поток Куэтта в круглой трубе, и учитывается потребление энергии муфтой и направляющими стержня. На основе принципа равных потерь на трение получен эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования насосной штанги. Также проанализировано влияние размера насосной штанги и насосно-компрессорной трубы на эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования, что дает теоретическую основу для применения согласования насосных штанг и НКТ.

2. Уравнения динамики колонны насосных штанг

Дифференциальное уравнение динамики колонны насосных штанг (рисунок 1) с коэффициентом вязкого демпфирования [14] имеет следующий вид:


где - перемещение узла насосной штанги; - расстояние между узлом и устьем; - продолжительность работы насосной штанги.

В качестве граничных условий используются функция смещения точки подвеса и функция нагрузки, выраженные рядом Фурье:

.

Кто изобрел колесо?

А, колесо. Инструмент, лежащий в основе современного транспорта, и многое другое. Изобретение колеса стало культурным стереотипом, относящимся к доисторическим временам, но действительно ли у колеса был изобретатель?

У нас действительно есть определенное «самое старое колесо», но то, для чего оно использовалось, может вас удивить ... Первое колесо, которое у нас есть археологические свидетельства, было обнаружено в Месопотамии и датируется примерно 5500 годами. Однако он не использовался в качестве средства передвижения, которому 5 500 лет, а скорее использовался для изготовления гончарных изделий.

Ранние колеса и их инновации

Считается, что месопотамские культуры были первыми изобретателями колес, хотя это предположение основано исключительно на существующих археологических свидетельствах. Месопотамская цивилизация использовала эти ранние круги для создания гончарных изделий. Прошло еще 2000 лет или около того, прежде чем древние греки развили идею колеса в достаточной степени, чтобы использовать их для перевозки грузов.

Эти первые колеса и осевые тележки, разработанные древними греками, были очень простыми в конструкции.По сути, они состояли всего из двух стержней с колесом и осью на конце. Их можно было использовать для перевозки больших грузов по полям. Когда были изобретены колеса? Как мы упоминали выше, колеса впервые были изобретены около 3500 г. до н. Э.

Это означает, что их изобретение появилось после изобретения сельского хозяйства, лодок и тканых тканей. С точки зрения того времени это означает, что изобретение колес находится где-то между неолитом и бронзовым веком.

Почему колесо является таким важным изобретением

Одна из причин, по которой на изобретение колеса могло потребоваться так много времени, заключается в том, что колеса и оси не встречаются в природе.Такие инструменты, как рычаги или вилы, основаны на естественных вещах, например, на раздвоенных палках. Хотя перекати-поле и навозные жуки используют катание, катание без оси практически бесполезно.

Сложность колеса заключается в том, что он не представляет себе цилиндр, катящийся по краю. Он выясняет, как соединить устойчивую стационарную платформу с этим цилиндром, не мешая движению цилиндра.

Более пристальный взгляд на изобретение колеса и оси

Примерно в 1975 году археологи обнаружили горшок Броночице, керамическую вазу, обнаруженную в деревне эпохи неолита в Польше.Считается, что он датируется периодом от 3635 до 3370 до н.э., и на нем изображено самое раннее известное изображение колесного транспортного средства. Если быть точным, это означает, что использование колеса и оси, возможно, впервые появилось где-то в евразийских степях. Фактически, многие слова, связанные с колесами и повозками, происходят от языка трипольцев, которые жили на территории современной Украины.

СВЯЗАННЫЕ С: ИСТОРИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ КОЛЕСА

Первые тележки с колесами и осями имели фиксированную конструкцию колеса и оси, в которой колесо и ось вращались вместе.По сути, колышки использовались, чтобы удерживать колесо и ось на месте, и все движения совершались этим комбинированным осью-колесом. Только позже в истории колес были разработаны тележки, в которых для удержания осей на месте использовались отверстия, а не колышки.

Источник: Pxhere / Public Domain

Это сложнее, потому что для создания фиксированной оси с вращающимися колесами концы оси и отверстия в центре колес должны быть почти идеально гладкими и круглыми.В противном случае трение не позволит колесам вращаться.

Оси также должны были плотно входить в отверстия в колесах, но оставаться достаточно свободными, чтобы они могли свободно вращаться. Вот почему разработка оси, вероятно, произошла только после 3500 г. до н. Э. когда были созданы первые медные долота и калибры для точной высечки отверстий и осей.

К этому моменту колесо по существу превратилось в то, чем оно является сегодня, за исключением того, что эти колеса были сделаны из дерева, а не из резины и металла.

Современные колеса

Сегодняшние колеса практически не имеют ничего общего с ранними конструкциями колес. Хотя они, в частности, все еще круглые, во всем остальном они принципиально разные. Все это связано с инновациями в материаловедении и развитием машиностроения, позволяющими создавать более сложные, но эффективные колесные узлы.

Изобретение колеса открыло доступ к множеству других инструментов, включая колесницы, тачки, мельницы; а также шестерни и целый ряд устройств, от пароходов до велосипедов и часов, которые используют шестерни.

Колеса были одним из самых важных открытий в истории человечества. Это было также одним из самых сложных, требующих одновременного выполнения ряда различных разработок. На самом деле изобретение колеса было настолько сложной задачей, что некоторые археологи выдвинули гипотезу о том, что это, вероятно, произошло только один раз в одном месте. Отсюда он распространился так быстро, что сегодня практически невозможно точно определить, где он возник.

.

Смотрите также