Самоблокований диференціал (в’язкова муфта)
Самоблокований диференціал на основі вискомуфти відноситься до типу диференціалів підвищеного тертя. Дія в'язкісної муфти заснована на зміні властивостей особливого гелю, що густіє при нагріванні, що виникає в результаті пробуксовування вузла.
Історія винаходу в'язкісної муфти
Віскомуфту винайшов у 1917 американець Мелвін Северн. Механізм не викликав особливого інтересу, і застосовувати його у конструкції автомобіля почали лише 1964 року. Вперше у конструкції міжосьового диференціалу віскомуфта з'явилася на автомобілі Interceptor FF англійської компанії Jensen. Пристрій нарешті було гідно оцінено і знайшло широке застосування в самоблокуючих міжосьових і міжколісних диференціалах легкових автомобілів з постійним повним приводом на всі колеса.
Застосування блокування на основі вискомуфти породило термін "паркетник", тобто джип, на якому не варто з'їжджати з асфальтованої дороги.
Як диференціал, що самоблокується, віскомуфту встановлювали на Jeep Grand Cherokee, Range Rover HSE, Toyota Rav4, Subaru Impreza.
Навіщо диференціалу потрібне блокування?
При проїзді повороту, внутрішнє та зовнішнє колеса на одній осі проходять різний шлях. Якщо два колеса жорстко з'єднати між собою, змусивши рухатися строго синхронно, колесо, що йде по внутрішній траєкторії, прослизатиме. В результаті збільшаться навантаження на трансмісію, погіршиться керованість, сильно прискориться зношування гуми, зросте витрата палива. Для забезпечення різниці швидкостей обертання на провідній осі застосовують диференціал.
Диференціал, що розподіляє момент, що крутить, між колесами на одній осі називають міжколісним, а розподільний момент між мостами називають міжосьовим.
Властивості вискомуфти широко використовуютьсяне тільки в конструкції блокування диференціала, а й у поєднанні механічного вентилятора системи охолодження з приводним шківом
Але застосування диференціала в автомобілі поруч із позитивним ефектом принесло й низку незручностей. Основне - зниження здатності автомобіля переміщатися бездоріжжям і льодом. Якщо одне з коліс провідної осі автомобіля стоїть на льоду, а інше на асфальті, рушать з місця автомобіль із звичайним ("відкритим") диференціалом, (особливо, із заднім приводом) найімовірніше, не зможе. Коло, що стоїть на льоду, буде обертатися з великою швидкістю, а друге колесо залишиться нерухомим. Для боротьби з цим фактором було винайдено безліч блокувань різної конструкції.
Конструкція та принцип роботи диференціала, що самоблокується на основі вискомуфти.
Для поліпшення зчеплення коліс з дорогою в складних умовах і на бездоріжжі, виробники автомобілів стали впроваджувати різні конструкції диференціалів, що блокуються і самоблокуються. Одним з варіантів є диференціал з вискомуфти, що самоблокується.
Принцип роботи вискомуфти заснований на можливості спеціальної силіконової рідини розширюватися при нагріванні і згущуватися.
Віскомуфта є пакетом круглих плоских фрикційних дисків, встановлених усередині герметичного корпусу. У пакеті є диски двох типів, з'єднані з провідним та веденим валами відповідно. На поверхні дисків є отвори та невеликі виступи. Пакет дисків зібраний так, щоб ведені та ведучі диски чергувалися між собою та знаходилися на малій відстані. Внутрішня порожнина муфти наповнена силіконовим гелем.
Рідина для ремонту віскомуфт називають віскогелем. Її можна придбати у спеціалізованому магазині з продажу олій
При рівномірному русі ведучого таведомого валів диски вискомуфти обертаються з однаковою швидкістю, не перемішуючи силіконову рідину. Коли швидкість одного з коліс збільшується, відбувається інтенсивне перемішування та розігрів гелю, внаслідок чого збільшується його в'язкість. Сила тертя між молекулами рідини прагне зрівняти кутову швидкість обертання дисків та пов'язаних з ними валів. При високій різниці швидкостей рідина стає дуже в'язкою, при цьому муфта блокується майже повністю, а момент, що крутить, передається від ведучого до веденого валу через пластини пакета, досягає максимуму.
Плюси та мінуси конструкції
В'язкі властивості рідини в корпусі муфти залежать від інтенсивності її перемішування, тому на практиці вибудувати графік посилення блокування вкрай складно. З цієї причини диференціал з вискомуфтою, що самоблокується, - досить непередбачуваний і ненадійний вузол.
Віскомуфта має інерційність, схильна до перегріву, і при гальмуванні автомобіля негативно впливає на роботу антиблокувальної системи гальм. Крім того, у міру наростання пробігу гель поступово втрачає властивості, і після тривалого використання дорогу муфту доводиться міняти.
Ефективність вискомуфти залежить від діаметра дисків та об'єму силіконової рідини в корпусі, тому установка такого диференціала збільшує габарити провідного мосту та зменшує дорожній просвіт автомобіля.
До плюсів вискомуфти відноситься простота конструкції та відсутність необхідності її обслуговування – внутрішня порожнина герметична, і не вимагає доливання або заміни рідини.