A viszkózus tengelykapcsolót egy autómotor hűtőrendszerében az elektromos ventilátor alternatívájaként használják. Nézzük meg a ventilátor viszkózus tengelykapcsoló működését, felépítését, lehetséges meghibásodásait, előnyeit és hátrányait.

Szerep a motor hűtőrendszerében

A viszkókuplunggal ellátott ventilátort a hosszirányú motorelrendezésű autókra (általában összkerékhajtású és hátsókerékhajtású modellekre) szerelik fel. Ezzel az elrendezéssel a hűtőventilátor szíjtárcsája a legmegfelelőbben a vízszivattyú szíjtárcsájához csatlakozik. Mint tudjuk, a vízszivattyú forgását a szervizszíj a forgattyús tengely szíjtárcsájáról továbbítja.

Ennek a kialakításnak az a hátránya, hogy a ventilátor járókerék fordulatszáma mindig arányos a forgattyús tengely fordulatszámával. Egy ilyen eszköz a motor túlzott hűtését eredményezi nagy sebességnél, hideg levegőn, ami csökkenti a motor hatékonyságát. Ezenkívül a járókerék és a forgattyús tengely szíjtárcsája közötti állandó kapcsolat növeli a mechanikai súrlódási veszteségeket, ami teljesítményt vesz el és növeli az üzemanyag-fogyasztást.

A ventilátor viszkócsatlakozója lehetővé teszi a járókerék fordulatszámának a motorhőmérsékletnek megfelelő beállítását.

Eszköz

A Toyota, a BMW, a Mercedes, az Audi és a Toyota ventilátorok viszkókuplungjainak kialakításában csak minimális különbségek vannak, mivel mindegyik ugyanolyan elv szerint van elrendezve és működik.

A ventilátor viszkózus tengelykapcsolójának működési elve

A csatlakozó karimával ellátott tengely a hűtőszivattyú meghajtásához csatlakozik, így fordulatszáma mindig arányos a forgattyús tengely fordulatszámával. A tengelyhez csatlakozik a hajtókerék, amely a munkakamrában forog. A munka- és a tartalék kamrát lemezek választják el egymástól. A kamrák közötti átmenet csak a be- és visszavezető nyílásokon keresztül lehetséges. A tartalék kamrát kezdetben speciális szilikonolajjal töltik fel. A meghajtó csigán, vagy más néven tárcsán, a kerülete körül ferde fogak vannak, amelyek forgatáskor lehetővé teszik az olaj visszaszorítását a tartalék kamrába. A meghajtótárcsák felülete, akárcsak az osztólemezeké, speciális bordákkal van ellátva, amelyek a munkakamrát egyfajta labirintusszerű hálózattá alakítják, amelyen keresztül a szilikonolaj kering.

A tengelyhez (a viszkózus tengelykapcsoló rotorjához) hagyományos golyóscsapágy segítségével kapcsolódik a tengelyház, amelyhez a ventilátor járókereke csatlakozik. A szívószelepek egy bimetállemezhez csatlakoznak, amely a tengelykapcsolóház elején található. Melegítéskor a lemez kitágul, ami a szelep keresztmetszetének növekedését okozza.

A ventilátor viszkózus tengelykapcsolójának működési elve

A szilikonolaj tulajdonságai

A ventilátoros viszkózus tengelykapcsolókban használt szilikonfolyadék fő jellemzője a hőmérsékletállóság és a viszkozitási stabilitás. Az olaj viszkozitása csak kis mértékben változik a hőmérséklet változásával.

A folyadékcsatlakozó működése során a szilikonolaj kötőanyagként működik, hogy súrlódást hozzon létre a hajtókorong és a burkolathoz csatlakozó távtartó lemezek között. Bár a ház és a hajtószíjtárcsa között mindig lesz egy bizonyos mértékű csúszás, a létrehozott tapadási együttható elegendő ahhoz, hogy a tengelykapcsoló háza és a hajtótengely összekapcsolódjon.

Egyes források szerint az olaj a hőmérséklet emelkedésével kitágul, és így a meghajtótárcsa viszkózus kapcsolatát idézi elő a viszkózus tengelykapcsolóházzal. A hűtőventilátor viszkózus tengelykapcsolójának ez a felfogása téves, és valószínűleg a ventilátor viszkózus tengelykapcsolója és a négykerék-meghajtású sebességváltók viszkózus tengelykapcsolói közötti összehasonlításból ered. A differenciálművek viszkózus tengelykapcsolói olyan dilatáns folyadékot használnak, amelynek viszkozitása nagymértékben függ a nyírási alakváltozás mértékétől.

Működési elv

Ha a munkakamra nincs feltöltve olajjal, a hajtókorong szabadon forog a munkakamrában. Egy kis mennyiségű olaj még mindig jelen van, de a hajtószíjtárcsa és a tengelykapcsoló ház közötti kapcsolat együtthatója minimális, így a járókerék fordulatszáma nem növekszik a motor fordulatszámának növekedésével.

A motor felmelegedése és a hűtőfolyadék hőmérsékletének növelése a bimetállemez felmelegedésével jár. Ahogy a lemez felmelegszik, kitágul, ami a szívószelep nyitását és a tartalékból a munkakamrába áramló üzemi folyadék mennyiségének növekedését okozza. A meghajtótárcsa és az elválasztólemezek között keletkező súrlódás a ventilátorház és a járókerék forgási sebességének növekedését eredményezi.

Amikor a motornak maximális hűtésre van szüksége, a bimetállemezt a lehető legnagyobb mértékben meghajlítják, hogy a szívószelepek maximálisan átjárhatóak legyenek. Ebben az esetben a tengely és a viszkózus tengelykapcsoló háza közötti fordulatszám-különbség minimális, így a forgattyús tengely fordulatszámának növelése a ventilátor járókerék fordulatszámának közel azonos mértékű növekedését eredményezi.

A fúvólevegő hőmérsékletének csökkenésével a bimetállemez fokozatosan visszatér eredeti helyzetébe. Ennek következtében a belépő szelepek áramlási felülete csökken, és a folyadék a tartalék üregbe kerül vissza. A tengelykapcsoló együtthatójának csökkenése a viszkózus tengely meghajtótengelye és a ház közötti fordulatszám-különbség növekedését eredményezi – a ventilátor járókereke lelassul.

A Toyota viszkózus tengelykapcsoló működése meghatározott hőmérsékleti viszonyok példáján keresztül

A Toyota ventilátor viszkózus tengelykapcsolóinak kialakítása két munkakamrát foglal magában (az első konstrukciók csak egy kamrával rendelkeztek).

  • Bimetál lemez "hideg" állapotban.
    A ventilátor viszkózus tengelykapcsolójának működési elve
  • A lemezt meleg levegővel melegítjük, az első kamra szívószelepe nyitva van.
    A ventilátor viszkózus tengelykapcsolójának működési elve
  • A hőtágulási együttható a maximális hűtési módnak felel meg. A hátsó kamra szelepe nyitva van.
    A ventilátor viszkózus tengelykapcsolójának működési elve

Miért forog a viszkócsatlakozó hidegen?

A mechanikusan hajtott hűtőventilátorral rendelkező autók tulajdonosai közül valószínűleg sokan észrevették már, hogy a ventilátor nagy fordulatszámon pörög a hideg motor beindítása után. Amint a motor bemelegedett, a ventilátor fordulatszáma csökken, ami a fent leírt ventilátorkuplung elvével ellentétesnek tűnhet. Ez a hatás annak köszönhető, hogy az olaj az állóhelyzetben az alsó munkakamrába gravitációsan áramlik, így közvetlenül az indítás után a járókerék és a tengelykapcsolóház addig forog, amíg az olaj vissza nem pumpálódik a tartalék részbe.

A ventilátor viszkózus tengelykapcsolójának működési elve

Előnyök

A járókerék fordulatszáma a motor aktuális hőmérsékletéhez igazodik, ami lehetővé teszi:

  • Csökkenti az üzemanyag-fogyasztást;
  • Csökkenti a zajszintet;
  • Csökkenti az energiaveszteséget.

A viszkócsatlakozó beépítése a hűtőrendszerbe csökkenti a generátor terhelését, és csökkenti az autó költségeit az elektromos járókerék meghajtás, a kábelezés költségeinek kiküszöbölésével.

Hátrányok

Sokan panaszkodnak a viszkócsatlakozó megbízhatatlanságára, és elfelejtik, hogy egy elektromos ventilátorral ellátott rendszer is időnként javításra szorul. A leggyakoribb ok a folyadékszivárgás. Bár a legtöbb viszkózus tengelykapcsoló nem szétszerelhető, vannak bevált technikák a rendszer helyreállítására. Kopás esetén a csapágy javítható. Ezért fontos tudni, hogyan kell ellenőrizni és javítani a hűtőventilátor tengelykapcsolóját.

Similar Posts